基于STM32的直流无刷电机（BLDC）双环(速度+电流)控制.

qq490455545

附件是我自己写的一个基于STM32的无刷电机驱动程序，现在遇到了一下问题，求助各位高手，我写的这个程序单速度环没有问题，完全能稳定转速在+-5转，但是电流环做的不好，在堵转电机时会出现要么超调震荡，要么PI调节太软容易堵死，始终不能调节到一个合适的PI。本程序也适合新手学习无刷电机，因为本身自己也是接触不久，写的不怎么地道。欢迎大家交流学习。并希望高手不吝赐教。
哦  我的程序是基于IAR的，PWM载波频率为8K，方波控制。

程序中的文档介绍：
打开解压文件有三个文件夹：
1、EWARM文件夹。放的是工程文件以及工程输出文件，如：各种.o和.out等。
2、library文件夹。放的是IAR用到的库文件和库函数，使用3.5版的库函数。
3、usr文件夹。放的是自己写的程序文件。

在usr下有两个目录：
1、inc；  放的是头文件。
2、src；.c文件

重点文件介绍：
inc中的com_ram.h是整个程序中的变量、宏定义等的定义文件，都能在这个文件找到。
src中的
1、filter_con.c是滤波模块函数，采样一个队列数据结构写的，属于滑窗滤波，基本上不要损耗时间能够达到平均滤波效果，而且可以多用。
2、motor_pwm.c是电机控制的主要文件，里面包含电机换相、电流采样、速度采样等。
3、PIDcon.c是PID算法，SPid是速度环结构体变量、CPid是电流环结构体变量
4、sys_hardware_ini.c是整个程序的初始化函数，包含RCC、TIM1、TIM2、TIM3、ADC+DMA、中断函数优先级设置等。
5、stm32f10x_it.c是中断处理函数。

本程序是使用TIM3定时器作为HOLL捕获，TIM3的3个输入配置为XOR门，当任意输入变化，就会被捕获产生中断。TIM3的1通道配置为输入捕获，2通道配置为PWM2模式，并选择OC2REF作为TRGO触发TIM1输出载波。
这是官方芯片手册上推荐使用的方法，但是考虑到换相延时，就只拿这种方式用来获取速度和位置量。
ADC是采样单次触发扫描方式，跟随载波软件触发采样，我使用的驱动板是3相电流采样，处理方式是分时处理。

qq490455545

还有示波器的波形分析

qq490455545

这张图上的电流明显看出在换相时刻出现异常，电流下降太快，原因是换相时刻有50~100us的下桥间隙，导致电流通过上桥续流二极管到达母线，对母线充电

qq490455545

这是对上面问题的补充，可以看到实际测得的图像，确实在换相时刻有57us的空隙。绿色线是W相相电流，黄色和红色分别是U相和V相下桥载波。

qq490455545

没人来吗？  我在玩单机？

qq490455545

kmani 发表于 2013-8-13 20:46
楼主你的电机有转速传感器吗？
你用的电阻还是霍尔测的电流呢？

电机是内部有位置传感器的，用的是电流传感器，电流传感器内部是霍尔实现的

qq490455545

dxgdsx 发表于 2013-8-13 21:55
楼主用的什么驱动电路？用的驱动芯片还是分立元件？

用的是IPM模块驱动电机。

qq490455545

dxgdsx 发表于 2013-8-13 22:07
呃，好高端。我还是用的IR2130。

这也不见得就高端，只是产品设计角度考虑的

qq490455545

wajlh 发表于 2013-8-13 22:15
楼主示波器不错

公司的，好用~

qq490455545

dxgdsx 发表于 2013-8-13 22:19
请教楼主如何通过转速PID得到参考电流？实际中依据什么原则？

我其实也不懂。这个问题留待大神回答了，不过我是这么用的，速度环的输出，作为电流环的设定值，电流采样值作为电流环的采样值。

qq490455545

823032003 发表于 2013-8-13 22:40
LZ这种双环的系统，一般先调内环，想办法加负载，先把内环调好（动态，稳态）。 ...

我也尝试做了单电流环，只是没负载，用手堵转电机这样做的，发现不论怎么调都不能起到很好的效果，要么PI大了现象就是一捏捏不死，但是捏死了就出现震荡，一冲一冲，不能稳定输出电流。要么就是PI小了，一捏就死，从示波器上看电流波形就是阶梯减小。郁闷的很。

qq490455545

K.O.Carnivist 发表于 2013-8-16 18:49
内环还是要单独调好的，哪怕单一个P调节也行，不然就干脆不要电流环了直接单闭环。如果把电机捏死都不能 ...

单电流环现在已经调好了，开始是由于理解错误，以为调节不好。双环也能达到限幅的效果，只是响应太慢了点

qq490455545

djkc 发表于 2013-8-17 21:50
能否共享原理图啊？谢谢楼主了！

由于这个是公司的一个正式产品，原理图不方便给出，不好意思~

qq490455545

john78 发表于 2013-8-17 22:27
对电流采样电路很感兴趣。
用什么运放，怎么隔离？

就是用一个电流传感器采样，经过分压电路直接接到单片机的AD脚。电流传感器内部有放大电路。