FOC的双电阻采样电流对应的stm32中的硬件配置

发表于 2023-1-15 16:50

双电阻采样电流法

采样时机

原理说明

在U相和V相的下桥分别串联一个功率电阻，通过一个运放电路连接至A/D。

采样时机放在PWM的下溢中断进行，U V两相电阻上的电流即为电机U V相的线电流。

在软件设计的时候,采用下溢中断(处于第7段和第1段零矢量区域中),将电流采样的任务安排在一个PWM周期的开始处,在比较匹配到来之前的期间,U、V两相的上桥臂都是关断的,也就是说下桥臂是导通的,这样就可以在每个PWM周期顺利采样一次两个相电流值。

发表于 2023-1-15 16:53

FOC的软件架构

发表于 2023-1-15 16:55

用定时器产生PWM波形，在计数器的下溢事件时触发AD转换，当AD转化完成时产生EOS中断，在这个中断中放入FOC的算法。

发表于 2023-1-15 16:56

运行FOC开环程序发现JSCOPE采集的电流如下，正弦度很差。

发表于 2023-1-15 16:57

用示波器观察GPIO口和控制器输出的U相和W相波形，得到的如下图

发表于 2023-1-15 16:58

发表于 2023-1-15 17:00

图中黄色的线表示TIMx中断程序中的GPIO反转输出的波形。

图中蓝色的线表示U相输出的驱动波形

图中紫色的线表示V相输出的驱动波形

发表于 2023-1-15 17:16

发表于 2023-1-15 17:19

将反转的拐点用红线连接，它代表的就是TIMx定时器的计数值。从图上可以看到一个周期中产生了两个拐点，进行了两次AD转换，运行了两次FOC算法。所以构建出来的电流不是在开关管为000的状态下采集的，所以正弦度不好，此时不能用作FOC的计算。

发表于 2023-1-15 17:23

问题出在哪里呢
查找TIM的手册：

In center-aligned mode, the counter counts from 0 to the auto-reload value (content of the TIMx_ARR register) – 1, generates a counter overflow event, then counts from the autoreload value down to 1 and generates a counter underflow event. Then it restarts counting from 0.

发表于 2023-1-15 17:24

在中心对齐模式下，计数器从0计数到自动重新加载值（TIMx_ARR寄存器的内容）–1，生成计数器溢出事件，然后从自动加载值计数到1，并生成计数器下溢事件。然后从0开始重新开始计数.

就是说：定时器每个周期都会生成一次上溢中断和一次下溢中断。哪如何正确得到采样的时间点呢

发表于 2023-1-15 17:25

发表于 2023-1-15 17:26

图中画圈的位置表示：当上溢和下溢次数的和等于该值时才产生中断。等于0表示每次都产生中断。将该值设置成（ htim1.Init.RepetitionCounter = 1;)表示为当溢出事件计数为1的时候产生一次中断。重复以上实验：得到的电流波形如下

发表于 2023-1-15 17:26

发表于 2023-1-15 17:27

得到的反转GPIO和U/W相的时序如下图

发表于 2023-1-15 17:28

发表于 2023-1-15 17:29

将反转的拐点用红线连接，它代表的就是TIMx定时器的计数值。从图上可以看到一个周期中产生了一个拐点，并且拐点的位置都出现在下桥关闭的点。此时采样的电流重建出一个正弦的电流图。

发表于 2023-1-15 17:30

发表于 2023-3-2 10:11

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