电流采样:双电阻采样
角度估算:滑膜估算器 + 反正切
项目介绍:本项目基于HC32-F030J8TA(ARM Cortex-M0+内核),通过双电阻采样下管导通中间时刻电流。通过基于电机电流模型构建的滑膜估算器,得到反电动势,经过两次低通滤波后反正切获取估算角。(需补偿90°的固定相位延时)
Tip:不同电机,需要调整相电感,相电阻,工作电压,最大电流,启动的力矩。
- 基于公式的弱磁技术
$$V_{max} = V_{bus} \div \sqrt3$$ $$V_{qref} = \sqrt[2]{Vmax^2 - Vd^2}$$ $$I_d = (V_{qref} - R_s \times I_q - BEMF) \div Omega * L_s$$ $$-I_{dmax} < I_d < 0$$ - 问题总结:
- 之前一直困扰我的切入闭环PI速度环问题,其实不是PI的锅,是因为相电流采样电路里的电容太大导致的信号延迟太高,使得估算角度的延时也变高了,通过加大延时就转起来了。
- 之前用的反正切算法计算误差过大,容易卡死,使用CORDIC之后就变得稳定多了。
- 采样电路使用 正向放大器 ,PCB布线尽可能的避开大电流 ,铺地时注意隔开
- 一直切不进闭环的原因找到了,是反正切的计算参数问题,一直以为是电流采样滤波造成的相位延时。
- 有些电机的参数更改之后,可能还需要修改滑膜的最大误差(MAXLINEARSMC)和校准因子(SMCGAIN)
电机电气参数
名称 | 参数 | 单位 | 名称 | 参数 | 单位 |
---|---|---|---|---|---|
电机型号 | 42BLF01 | 绕组形式 | 星形 | ||
传感器电角度 | 120 | ° | 峰值转矩 | 0.18 | Nm |
磁极数 | 8 | 极 | 相数 | 3 | 相 |
线电阻 | 1.8 | Ω | 线电感 | 1.08 | mH |
额定电压 | 24 | V | 峰值电流 | 4.6 | A |
转矩常数 | 0.042 | Nm/A | 反电势常数 | 4.4 | V/krpm |
保持力矩 | 0.063 | Nm | 转动惯量 | 24 | gcm^2 |
输出功率 | 26 | W | 额定转速 | 4000 | rpm |