STM32 Motor Control SDK 6 Hatua ya Firmware Sensorer Chini ya Parameta
Vipimo
- Jina la Bidhaa: SDK ya udhibiti wa injini ya STM32 - uboreshaji wa kihisia-kipengele cha kidhibiti cha hatua 6
- Nambari ya Mfano: UM3259
- Marekebisho: Rev 1 - Novemba 2023
- Mtengenezaji: STMicroelectronics
- Webtovuti: www.st.com
Zaidiview
Bidhaa hiyo imeundwa kwa matumizi ya udhibiti wa magari ambapo nafasi ya rotor inahitaji kuamua bila kutumia sensorer. Firmware huboresha vigezo vya utendakazi usio na kihisi, kuwezesha usawazishaji wa hatua na nafasi ya rota.
Utambuzi wa sifuri wa BEMF:
Nguvu ya umeme ya nyuma (BEMF) inabadilika na msimamo wa rotor na kasi. Mikakati miwili inapatikana kwa ugunduzi wa kuvuka sifuri:
Kihisishi cha Nyuma cha EMF wakati wa PWM OFF-TIME: Pata awamu ya kuelea ujazotage na ADC wakati hakuna mtiririko wa sasa, inayobainisha kuvuka sifuri kulingana na kizingiti.
Kihisishi cha nyuma cha EMF wakati wa PWM ILIYO WAKATI: Center=tap voltage hufikia nusu ya ujazo wa basitage, kutambua kuvuka sifuri kulingana na kizingiti (VS / 2).
SDK ya udhibiti wa injini ya STM32 - uboreshaji wa kigezo cha kidhibiti cha hatua 6 cha programu dhibiti
Utangulizi
Hati hii inaeleza jinsi ya kuboresha vigezo vya usanidi kwa algorithm ya hatua 6, isiyo na kihisi. Kusudi ni kupata utaratibu mzuri na wa haraka wa kuanza, lakini pia tabia thabiti ya kitanzi kilichofungwa. Zaidi ya hayo, hati hiyo pia inaeleza jinsi ya kufikia swichi ifaayo kati ya ugunduzi wa nyuma wa EMF wa kuvuka sifuri wakati wa PWM OFF-TIME na PWM ON-TIME wakati wa kusokota motor kwa mwendo wa kasi na volkeno.tage mbinu ya kuendesha gari. Kwa maelezo zaidi kuhusu algorithm ya hatua 6 na toleo la voltage/mbinu ya sasa ya kuendesha gari, rejelea mwongozo wa mtumiaji husika uliojumuishwa kwenye kifurushi cha hati cha X-CUBE-MCSDK.
Vifupisho na vifupisho
| Kifupi | Maelezo |
| MCSDK | Seti ya ukuzaji wa programu ya udhibiti wa magari (X-CUBE-MCDK) |
| HW | Vifaa |
| IDE | Mazingira jumuishi ya maendeleo |
| MCU | Kitengo cha Microcontroller |
| GPIO | Ingizo/matokeo ya madhumuni ya jumla |
| ADC | Kigeuzi cha Analogi hadi dijiti |
| VM | Voltagmode |
| SL | Sensor-chini |
| BEMF | Nguvu ya umeme ya nyuma |
| FW | Firmware |
| ZC | Kuvuka sifuri |
| GUI | Kiolesura cha mchoro cha mtumiaji |
| MC | Udhibiti wa magari |
| OCP | Ulinzi wa kupita kiasi |
| PID | Sawia-jumu-derivative (kidhibiti) |
| SDK | Seti ya ukuzaji wa programu |
| UI | Kiolesura cha mtumiaji |
| benchi la kazi la MC | Zana ya benchi la kudhibiti magari, sehemu ya MCSDK |
| Majaribio ya magari | Chombo cha majaribio ya magari, sehemu ya MCSDK |
Zaidiview
Katika hali ya kuendesha gari isiyo na kihisi cha hatua 6, programu dhibiti hutumia nguvu ya nyuma ya kielektroniki (BEMF) inayohisiwa katika awamu ya kuelea. Msimamo wa rotor hupatikana kwa kuchunguza kuvuka sifuri ya BEMF. Hii inafanywa kwa kawaida kwa kutumia ADC, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 1. Hasa, wakati uwanja wa magnetic wa rotor unavuka awamu ya juu ya Z, BEMF inayofanana.tage hubadilisha ishara yake (kuvuka sifuri). Kitabu cha BEMFtage inaweza kuongezwa kwa pembejeo ya ADC, shukrani kwa mtandao wa kinzani unaogawanya voltage kuja kutoka awamu ya motor.
Hata hivyo, kwa kuwa ishara ya BEMF inalingana na kasi, nafasi ya rotor haiwezi kuamua wakati wa kuanza, au kwa kasi ya chini sana. Kwa hivyo, motor lazima iharakishwe kwa kitanzi wazi hadi BEMF ya kutoshatage imefikiwa. Hiyo BEMF voltage inaruhusu maingiliano ya ubadilishaji wa hatua na nafasi ya rotor.
Katika aya zifuatazo, utaratibu wa kuanza na uendeshaji wa kitanzi kilichofungwa, pamoja na vigezo vya kuzipiga, vinaelezwa.
Utambuzi wa kuvuka sifuri kwa BEMF
Umbo la wimbi la nyuma la EMF la motor isiyo na brashi hubadilika pamoja na nafasi ya rotor na kasi na iko katika sura ya trapezoidal. Kielelezo cha 2 kinaonyesha muundo wa wimbi la EMF ya sasa na ya nyuma kwa kipindi kimoja cha umeme, ambapo mstari thabiti unaashiria mkondo (ripples hazizingatiwi kwa sababu ya unyenyekevu), mstari wa dashi unawakilisha nguvu ya nyuma ya umeme, na uratibu wa usawa unawakilisha umeme. mtazamo wa mzunguko wa magari.
Katikati ya kila sehemu mbili za kubadili-awamu inalingana na hatua moja ambayo polarity ya nguvu ya umeme ya nyuma inabadilishwa: nukta ya sifuri. Mara tu hatua ya kuvuka sifuri imetambuliwa, wakati wa kubadili awamu umewekwa baada ya kuchelewa kwa umeme kwa 30 °. Ili kugundua kuvuka sifuri kwa BEMF, bomba la katikati juzuu yatage inabidi ijulikane. Bomba la katikati ni sawa na mahali ambapo awamu tatu za magari zimeunganishwa pamoja. Baadhi ya injini hufanya bomba la katikati lipatikane. Katika hali nyingine, inaweza kujengwa upya kupitia voltage awamu. Algorithm ya hatua 6 ambayo imeelezewa hapa inachukua mapematage ya uwepo wa mtandao wa kuhisi wa BEMF uliounganishwa na awamu za gari ambayo inaruhusu kuhesabu sauti ya bomba la kituo.tage.
- Mikakati miwili tofauti inapatikana kwa utambuzi wa sehemu ya kuvuka sufuri
- Nyuma ya EMF kuhisi wakati wa PWM OFF-TIME
- Hisia ya Nyuma ya EMF wakati wa PWM ON- time (inatumika kwa sasa katika juzuu yatage mode tu)
Wakati wa KUZIMWA kwa PWM, awamu ya kuelea juzuu yatage inanunuliwa na ADC. Kwa kuwa hakuna mkondo unaopita katika awamu ya kuelea, na zingine mbili zimeunganishwa chini, wakati BEMF inavuka sifuri katika awamu ya kuelea, ina polarity sawa na kinyume kwenye awamu nyingine: bomba la katikati.tagkwa hivyo e ni sifuri. Kwa hivyo, hatua ya kuvuka sifuri inatambuliwa wakati ubadilishaji wa ADC unapopanda juu, au huanguka chini, kizingiti kilichobainishwa.
Kwa upande mwingine, wakati wa PWM ON-time, awamu moja imeunganishwa na basi voltage, na mwingine chini (Kielelezo 3). Katika hali hii, bomba katikati voltage kufikia nusu ya basi voltage thamani wakati BEMF katika awamu ya kuelea ni sifuri. Kama hapo awali, sehemu ya kuvuka sufuri inatambuliwa wakati ubadilishaji wa ADC unapopanda juu (au kuanguka chini) kiwango kilichobainishwa. Ya mwisho inalingana na VS / 2.
Muundo wa mtandao wa kuhisi wa BEMF
Katika Mchoro wa 4 mtandao unaotumika sana kuhisi BEMF umeonyeshwa. Kusudi lake ni kugawanya awamu ya motor voltage kununuliwa ipasavyo na ADC. Thamani za R2 na R1 lazima zichaguliwe kulingana na ujazo wa basitagkiwango cha e. Mtumiaji anapaswa kufahamu kwamba kutekeleza uwiano wa R1 / (R2 + R1) chini sana kuliko inavyohitajika, ishara ya BEMF inaweza kusababisha kuwa ya chini sana na udhibiti usiwe na nguvu za kutosha.
Kwa upande mwingine, uwiano wa juu kuliko inavyohitajika unaweza kusababisha kuwasha/kuzimwa mara kwa mara kwa diodi za ulinzi za D1 ambazo mkondo wake wa kurejesha unaweza kuingiza kelele. Thamani iliyopendekezwa ni:
Maadili ya chini sana kwa R1 na R2 lazima iepukwe ili kupunguza kikomo cha sasa kilichopigwa kutoka kwa awamu ya magari.
R1 wakati mwingine huunganishwa kwa GPIO badala ya GND. Inaruhusu mtandao kuwashwa au kuzimwa wakati wa utekelezaji.
Katika firmware ya hatua 6, GPIO daima iko katika hali ya upya na mtandao umewezeshwa. Hata hivyo, uwepo wa mwisho wa D3 lazima uzingatiwe wakati wa kuweka vizingiti vya BEMF vya kuhisi wakati wa PWM ILIYOPO: kwa kawaida huongeza 0.5÷0.7 V kwa kizingiti bora.
C1 ni kwa madhumuni ya kuchuja na haipaswi kupunguza kipimo data cha mawimbi katika masafa ya masafa ya PWM.
D4 na R3 ni za ufutaji wa haraka wa nodi ya BEMF_SENSING_ADC wakati wa mabadiliko ya PWM, hasa katika sauti ya juu.tage bodi.
Diodi za D1 na D2 ni za hiari na lazima ziongezwe iwapo tu kuna hatari ya kukiuka ukadiriaji wa juu wa kituo cha ADC kinachohisi BEMF.
Uboreshaji wa vigezo vya algorithm ya udhibiti
Utaratibu wa kuanza
Utaratibu wa kuanza kwa kawaida huundwa na mlolongo wa s tatutages:
- Mpangilio. Rotor ni iliyokaa katika nafasi predetermined.
- Uongezaji kasi wa kitanzi. Juztagmipigo ya e inatumika kwa mlolongo uliotanguliwa ili kuunda uga wa sumaku unaosababisha rota kuanza kuzunguka. Kiwango cha mlolongo huongezwa hatua kwa hatua ili kuruhusu rota kufikia kasi fulani.
- Kubadili-badilisha. Mara baada ya rotor kufikia kasi fulani, algorithm inabadilika kwa mlolongo wa udhibiti wa hatua 6 wa kufungwa ili kudumisha udhibiti wa kasi na mwelekeo wa motor.
Kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro wa 5, mtumiaji anaweza kubinafsisha vigezo vya uanzishaji kwenye benchi ya kazi ya MC kabla ya kutoa msimbo. Njia mbili tofauti za kuendesha zinapatikana:
- Voltage mode. Algorithm inadhibiti kasi kwa kubadilisha mzunguko wa wajibu wa PWM unaotumika kwa awamu za magari: Awamu inayolengwatage imefafanuliwa kwa kila sehemu ya pro ya uanzishajifile
- Hali ya sasa. Kanuni hudhibiti kasi kwa kubadilisha mkondo unaotiririka katika awamu za gari: Lengo la Sasa limefafanuliwa kwa kila sehemu ya mtaalamu wa kuanzisha.file
Kielelezo 5. Vigezo vya kuanza katika kazi ya MC
Mpangilio
Katika Mchoro wa 5, Awamu ya 1 daima inalingana na hatua ya upatanishi. Rotor inalingana na nafasi ya hatua 6 karibu na "Angle ya awali ya umeme".
Ni muhimu kutambua kwamba, kwa default, muda wa Awamu ya 1 ni 200 ms. Wakati wa hatua hii mzunguko wa wajibu huongezeka kwa mstari ili kufikia Awamu inayolengwa Juztage (Awamu ya Sasa, ikiwa hali ya kuendesha gari ya sasa imechaguliwa). Hata hivyo, pamoja na motors kubwa au katika hali ya hali ya juu ya hali ya hewa, muda uliopendekezwa, au hata Awamu inayolengwa.tage/Ya sasa inaweza isitoshe kuanzisha mzunguko vizuri.
Katika Mchoro 6, ulinganisho kati ya hali mbaya ya upangaji na ufaao hutolewa.
Ikiwa thamani inayolengwa au muda wa Awamu ya 1 haitoshi kulazimisha rotor katika nafasi ya kuanzia, mtumiaji anaweza kuona motor ikitetemeka bila kuanza kuzunguka. Wakati huo huo, ngozi ya sasa huongezeka. Katika kipindi cha kwanza cha utaratibu wa kuanza, ongezeko la sasa, lakini torque haitoshi kushinda inertia ya motor. Katika sehemu ya juu ya Mchoro 6 (A), mtumiaji anaweza kuona ongezeko la sasa. Hata hivyo, hakuna ushahidi wa BEMF: motor ni basi kukwama. Mara tu hatua ya kuongeza kasi imeanza, nafasi isiyo na uhakika ya rotor inazuia algorithm kukamilisha utaratibu wa kuanzisha na kuendesha motor.
Kuongezeka kwa voltage/awamu ya sasa wakati wa awamu ya 1 inaweza kurekebisha suala hilo.
Katika juzuutage mode, juzuu ya lengotage wakati wa kuanza inaweza kubinafsishwa na Pilot ya Magari bila hitaji la kuunda upya msimbo. Katika Majaribio ya Magari, katika sehemu ya rev-up, mtaalamu sawa wa kuongeza kasifile ya Kielelezo 1 imeripotiwa (ona Mchoro 7). Kumbuka kwamba hapa juzuu yatagawamu ya e inaweza kuonyeshwa kama mapigo yaliyowekwa kwenye rejista ya saa (kitengo cha S16A), au inayolingana na sauti ya pato.tage (kitengo cha Vrms).
Mara tu mtumiaji anapopata maadili yanayofaa ambayo yanafaa zaidi gari, maadili haya yanaweza kutekelezwa katika mradi wa MC workbench. Inaruhusu kuunda upya msimbo ili kutumia thamani chaguo-msingi. Fomula iliyo hapa chini inaelezea uhusiano kati ya juzuu yatagawamu ya e katika vitengo vya Vrms na S16A.
Katika hali ya sasa, katika GUI ya Majaribio ya Magari, sasa lengo linaonyeshwa tu katika S16A. Uongofu wake katika ampere inategemea thamani ya shunt na ampfaida ya liification inayotumika katika mzunguko wa kikomo wa sasa.
Uongezaji kasi wa kitanzi
Katika Mchoro wa 5, Awamu ya 2 inafanana na awamu ya kuongeza kasi. Mlolongo wa hatua 6 hutumiwa ili kuharakisha motor katika kitanzi cha wazi, kwa hiyo, nafasi ya rotor haijasawazishwa na mlolongo wa hatua 6. Awamu za sasa basi ni za juu kuliko optimum na torque iko chini.
Katika MC workbench (Kielelezo 5) mtumiaji anaweza kufafanua sehemu moja au zaidi ya kuongeza kasi. Hasa, kwa motor bulky, inashauriwa kuharakisha na r polepoleamp kushinda hali kabla ya kufanya mwinuko ramp. Wakati wa kila sehemu, mzunguko wa wajibu huongezeka kwa mstari kufikia lengo la mwisho la juzuutage/awamu ya sasa ya sehemu hiyo. Kwa hivyo, inalazimisha ubadilishaji wa awamu kwa kasi inayolingana iliyoonyeshwa kwenye jedwali sawa la usanidi.
Katika Mchoro 8, kulinganisha kati ya kuongeza kasi na voltagawamu (A) ya chini sana na inayofaa (B) imetolewa.
Ikiwa lengo voltage/ya sasa ya awamu moja au muda wake hautoshi kuruhusu motor kufikia kasi hiyo inayolingana, mtumiaji anaweza kuona motor ikiacha kuzunguka na kuanza kutetemeka. Juu ya Mchoro wa 8, mkondo wa sasa huongezeka kwa ghafla wakati gari linaposimama wakati, inapoharakishwa ipasavyo, sasa inaongezeka bila kukatika. Mara baada ya motor kuacha, utaratibu wa kuanzisha unashindwa.
Kuongezeka kwa voltage/awamu ya sasa inaweza kurekebisha suala hilo.
Kwa upande mwingine, ikiwa voltagawamu ya e/ya sasa iliyofafanuliwa ni ya juu sana, kwa kuwa motor inafanya kazi kwa ufanisi katika kitanzi wazi, sasa inaweza kupanda na kufikia overcurrent. Gari inasimama ghafla, na kengele ya ziada inaonyeshwa na Pilot Motor. Tabia ya mkondo imeonyeshwa kwenye Mchoro 9.
Kupungua kwa voltage/awamu ya sasa inaweza kurekebisha suala hilo.
Kama hatua ya upatanishi, juzuu ya lengotage/current inaweza kubinafsishwa wakati wa utekelezaji wakati wa kuanza kwa Pilot ya Magari bila hitaji la kuunda upya msimbo. Kisha, inaweza kutekelezwa katika mradi wa workbench ya MC wakati mpangilio unaofaa unatambuliwa.
Kubadili-badilisha
Hatua ya mwisho ya utaratibu wa kuanza ni kubadili-over. Wakati wa hatua hii, algorithm hutumia BEMF iliyohisi kusawazisha mlolongo wa hatua 6 na nafasi ya rotor. Ubadilishaji upya huanza katika sehemu iliyoonyeshwa kwenye kigezo kilichosisitizwa kwenye Mchoro 10. Inaweza kusanidiwa katika sehemu ya kigezo cha kuanza kwa sensor-chini ya benchi ya kazi ya MC.
Baada ya mawimbi halali ya utambuzi ya kuvuka sifuri ya BEMF (ili kutimiza sharti hili angalia Sehemu ya 2.1), kanuni hubadilika hadi utendakazi wa kitanzi-funge. Hatua ya kubadili inaweza kushindwa kwa sababu zifuatazo:
- Kasi ya ubadilishaji haijasanidiwa ipasavyo
- Manufaa ya PI ya kitanzi cha kasi ni ya juu sana
- Vizingiti vya kugundua tukio la BEMF la kuvuka sifuri havijawekwa ipasavyo
Kasi ya ubadilishaji haijasanidiwa ipasavyo
Kasi ambayo ubadilishaji huanza ni kwa chaguo-msingi sawa na kasi ya awali ya lengo ambayo inaweza kusanidiwa katika sehemu ya mipangilio ya kiendeshi cha benchi ya kazi ya MC. Mtumiaji anapaswa kufahamu kwamba, mara tu kitanzi cha kasi kinapofungwa, injini huharakishwa mara moja kutoka kwa kasi ya kubadili hadi kasi inayolengwa. Ikiwa thamani hizi mbili ziko mbali sana, hitilafu ya kupita kiasi inaweza kutokea.
Faida za PI za kitanzi cha kasi cha juu sana
Wakati wa kubadili, kanuni husogea kutoka kulazimisha mfuatano uliobainishwa ili kupima kasi na kukokotoa thamani za matokeo ipasavyo. Kwa hivyo, hulipa fidia kasi halisi ambayo ni matokeo ya kuongeza kasi ya kitanzi-wazi. Ikiwa faida za PI ni za juu sana, kukosekana kwa utulivu kwa muda kunaweza kutokea, lakini kunaweza kusababisha kutofaulu kwa kupita kiasi ikiwa kutazidishwa.
Kielelezo 11 inaonyesha na example ya kutokuwa na utulivu kama huo wakati wa mpito kutoka kwa kitanzi wazi hadi operesheni iliyofungwa.
Viwango vibaya vya BEMF
- Ikiwa vizingiti vibaya vya BEMF vimewekwa, kivukio cha sufuri kitatambuliwa mapema au kuchelewa. Hii husababisha athari kuu mbili:
- Miundo ya mawimbi haina ulinganifu na udhibiti hauna tija unaopelekea viwimbi vya juu vya torque (Mchoro 12)
- Kitanzi cha kasi kinakuwa kisicho thabiti kwa kujaribu kufidia mawimbi ya torque
- Mtumiaji atapata udhibiti wa kasi usio thabiti na, katika hali mbaya zaidi, ulandanishi wa kuendesha gari na udhibiti unaoongoza kwa tukio la kupita kiasi.
- Mpangilio unaofaa wa vizingiti vya BEMF ni muhimu kwa utendaji mzuri wa kanuni. Vizingiti pia hutegemea basi voltagthamani ya e na mtandao wa kuhisi. Inapendekezwa kurejelea Sehemu ya 2.1 ili kuangalia jinsi ya kupanga juzuutagviwango vya e hadi ile ya kawaida iliyowekwa kwenye benchi la kazi la MC.
Uendeshaji wa kitanzi kilichofungwa
Ikiwa motor inakamilisha awamu ya kuongeza kasi, BEMF ya kuvuka sifuri hugunduliwa. Rotor inasawazishwa na mlolongo wa hatua 6 na operesheni ya kitanzi kilichofungwa hupatikana. Walakini, uboreshaji zaidi wa parameta unaweza kufanywa ili kuboresha maonyesho.
Kwa mfano, kama ilivyoelezwa katika Sehemu ya 3.1.3 iliyotangulia ("Viwango Vibaya vya BEMF"), kitanzi cha kasi, hata kama kinafanya kazi, kinaweza kuonekana kisicho thabiti na vizingiti vya BEMF vinaweza kuhitaji uboreshaji fulani.
Zaidi ya hayo, mambo yafuatayo yanapaswa kuzingatiwa ikiwa injini inaombwa kufanya kazi kwa kasi kubwa au inaendeshwa na mzunguko wa juu wa wajibu wa PWM:
Masafa ya PWM
- PI kitanzi cha kasi kinapata faida
- Demagnetization awamu ya kipindi cha blanking
- Kucheleweshwa kati ya kuvuka sifuri na ubadilishaji wa hatua
- Badili kati ya PWM OFF-TIME na ON-time sensing
Masafa ya PWM
Algorithm ya hatua 6 ya sensor-chini hufanya upataji wa BEMF kila mzunguko wa PWM. Ili kutambua vizuri tukio la kuvuka sifuri, idadi ya kutosha ya usakinishaji inahitajika. Kama kanuni ya kawaida, kwa operesheni ifaayo, angalau ununuzi 10 zaidi ya pembe 60 za umeme hutoa usawazishaji mzuri na thabiti wa rota.
Kwa hiyo
PI kitanzi cha kasi kinapata faida
Manufaa ya PI ya kitanzi cha kasi huathiri mwitikio wa injini kwa amri yoyote ya kuongeza kasi au kupunguza kasi. Maelezo ya kinadharia ya jinsi kidhibiti cha PID hufanya kazi ni zaidi ya upeo wa hati hii. Hata hivyo, ni lazima mtumiaji afahamu kwamba faida za kidhibiti cha mzunguko wa kasi zinaweza kubadilishwa wakati wa utekelezaji kupitia Pilot ya Magari na kurekebishwa unavyotaka.
Demagnetization awamu ya kipindi cha blanking
Demagnetization ya awamu ya kuelea ni kipindi baada ya mabadiliko ya nishati ya awamu wakati ambao, kutokana na kutokwa kwa sasa (Mchoro 14), usomaji wa nyuma wa EMF hauaminiki. Kwa hiyo, algorithm lazima ipuuze ishara kabla haijapita. Kipindi hiki kinafafanuliwa katika benchi ya kazi ya MC kama asilimiatage ya hatua (digrii 60 za umeme) na inaweza kubadilishwa wakati wa kukimbia kupitia Pilot ya Magari kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 15. Kadiri kasi ya gari inavyoongezeka, ndivyo kasi ya kipindi cha kuzima sumaku. Uondoaji sumaku, kwa chaguo-msingi, hufikia kikomo cha chini kilichowekwa kwa mizunguko mitatu ya PWM katika 2/3 ya kasi ya juu iliyokadiriwa. Ikiwa awamu ya inductance ya motor ni ya chini na hauhitaji muda mwingi wa kufuta sumaku, mtumiaji anaweza kupunguza muda wa masking au kasi ambayo kipindi cha chini kinawekwa. Hata hivyo, haipendekezi kupunguza muda wa masking chini ya mizunguko 2 - 3 ya PWM kwa sababu udhibiti unaweza kusababisha kukosekana kwa utulivu wa ghafla wakati wa kubadilisha hatua.
Kuchelewa kati ya BEMF ya kuvuka sifuri na ubadilishaji wa hatua
Mara tu tukio la BEMF la kuvuka sifuri limegunduliwa, algoriti kawaida husubiri digrii 30 za umeme hadi ubadilishanaji wa mlolongo wa hatua (Mchoro 16). Kwa njia hii, kuvuka sifuri kunawekwa katikati ya hatua ili kulenga ufanisi wa juu.
Kwa kuwa usahihi wa ugunduzi wa kuvuka sifuri hutegemea idadi ya upataji, kwa hivyo kwenye mzunguko wa PWM (angalia Sehemu ya 3.2.1), usahihi wa ugunduzi wake unaweza kuwa muhimu kwa kasi ya juu. Kisha hutoa asymmetricity dhahiri ya mawimbi na upotovu wa sasa (ona Mchoro 17). Hii inaweza kulipwa kwa kupunguza ucheleweshaji kati ya ugunduzi wa sifuri na ubadilishaji wa hatua. Ucheleweshaji wa kuvuka sifuri unaweza kubadilishwa na mtumiaji kupitia Pilot ya Magari kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 18.
Badili kati ya PWM OFF-TIME na ON-time sensing
Wakati wa kuongeza kasi au sasa ya mzigo (hiyo ni kusema torque ya motor), mzunguko wa wajibu wa uendeshaji wa PWM huongezeka. Kwa hivyo, wakati wa sampkupunguzwa kwa BEMF wakati wa OFF-TIME. Ili kufikia 100% ya mzunguko wa wajibu, ubadilishaji wa ADC huanzishwa wakati wa ON-TIME wa PWM, na hivyo kubadili kutoka kwa BEMF kuhisi wakati wa OFF-TIME ya PWM hadi PWM KWA WAKATI.
Usanidi usio sahihi wa vizingiti vya BEMF wakati WA ILIYOPO husababisha masuala sawa na yaliyofafanuliwa katika Sehemu ya 3.1.3 ("Vizingiti Vibaya vya BEMF").
Kwa chaguomsingi, vizingiti vya BEMF vya kuhisi vimewekwa kuwa nusu ya ujazo wa basitage (angalia Sehemu ya 2.1). Mtumiaji lazima azingatie kwamba vizingiti halisi hutegemea ujazo wa basitage thamani na mtandao wa kuhisi. Fuata dalili katika Sehemu ya 2.1 na uhakikishe kuoanisha juzuutage ngazi kwa ile ya kawaida iliyowekwa kwenye benchi ya kazi ya MC.
Thamani za vizingiti na mzunguko wa wajibu wa PWM ambapo algoriti hubadilishana kati ya KUZIMWA na ON-hisia zinaweza kusanidiwa wakati wa utekelezaji kupitia Pilot ya Magari (Kielelezo 19) na inapatikana katika Vol.tage mode kuendesha gari pekee.
Kutatua matatizo
Je, ninalazimika kutunza nini ili kuzungusha vizuri injini yenye algorithm ya hatua 6 ya kihisi-chini? sawazisha rotor na algorithm ya kudhibiti. Kipimo sahihi cha mawimbi ya BEMF kiko katika muundo mzuri wa mtandao wa kuhisi wa BEMF (ona Sehemu ya 6). Lengo juzuu yatage (juzuutage mode kuendesha gari) au ya sasa (ya sasa ya kuendesha gari) wakati wa mlolongo wa kuanza inategemea vigezo vya magari. Ufafanuzi (na hatimaye muda) wa juzuu yatage/awamu ya sasa wakati wa upatanishi, uongezaji kasi, na hatua za kubadili ni muhimu kwa utaratibu uliofanikiwa (angalia Sehemu ya 3).
Mwishowe, maingiliano ya rota na uwezo wa kuongeza kasi ya gari hadi kasi iliyokadiriwa inategemea uboreshaji wa masafa ya PWM, vizingiti vya BEMF, kipindi cha demagnetization na kucheleweshwa kati ya kugundua kuvuka sifuri na ubadilishaji wa hatua, kama ilivyoelezewa katika Sehemu ya 3.2.
Je, thamani sahihi ya kigawanyaji kipingamizi cha BEMF ni nini?
Mtumiaji anapaswa kufahamu kuwa thamani isiyo sahihi ya kigawanyaji cha BEMF inaweza kuondoa nafasi yoyote ya kuendesha gari ipasavyo. Kwa maelezo zaidi kuhusu jinsi ya kuunda mtandao wa vihisishi wa BEMF, rejelea Sehemu ya 2.1.
Ninawezaje kusanidi utaratibu wa kuanza?
- Ili kuboresha mchakato wa kuanza, inashauriwa kuongeza muda wa kila hatua ya awamu ya ufufuo hadi sekunde kadhaa. Kisha inawezekana kuelewa ikiwa motor inaharakisha vizuri, au kwa kasi / hatua ya utaratibu wa kitanzi wazi inashindwa.
- Haipendekezi kuharakisha motor-inertia yenye kasi sana ramp.
- Ikiwa juzuu iliyosanidiwatage awamu au awamu ya sasa ni ya chini sana, maduka ya magari. Ikiwa ni ya juu sana, overcurrent inasababishwa. Hatua kwa hatua kuongeza voltagawamu ya e (juztagkuendesha gari kwa njia ya e) au ya sasa (ya sasa ya kuendesha gari) wakati wa upatanishi na hatua za kuongeza kasi huruhusu mtumiaji kuelewa anuwai ya kazi ya gari. Kwa kweli, inasaidia kupata bora zaidi.
- Linapokuja suala la kubadili operesheni ya kufungwa, faida za PI lazima zipunguzwe mara ya kwanza ili kuwatenga kuwa kupoteza kwa udhibiti au kutokuwa na utulivu ni kutokana na kitanzi cha kasi. Katika hatua hii, kuwa na uhakika kwamba mtandao wa vihisishi wa BEMF umeundwa ipasavyo (ona Sehemu ya 2.1) na mawimbi ya BEMF iliyopatikana ipasavyo ni muhimu. Mtumiaji anaweza kufikia usomaji wa BEMF, na kuipanga katika Majaribio ya Magari (ona Mchoro 20) kwa kuchagua rejista zinazopatikana BEMF_U, BEMF_V na BEMF_U katika sehemu ya njama ya ASYNC ya zana. Mara tu injini iko katika hali ya Run, faida za kidhibiti cha kitanzi cha kasi zinaweza kuboreshwa. Kwa maelezo zaidi au uboreshaji wa vigezo, angalia Sehemu ya 3 na Sehemu ya 3.2.
Ninaweza kufanya nini ikiwa injini haisogei wakati wa kuanza?
- Wakati wa kuanza, juzuu inayoongezeka kwa mstaritage (juzuutage mode kuendesha gari) au ya sasa (ya sasa ya kuendesha gari) hutolewa kwa awamu za magari. Lengo ni kuiweka katika nafasi inayojulikana na iliyoainishwa awali. Ikiwa juzuu yatage sio juu ya kutosha (hasa na motors yenye inertia ya juu mara kwa mara), motor haina hoja na utaratibu unashindwa. Kwa habari zaidi kuhusu suluhu zinazowezekana, rejelea Sehemu ya 3.1.1.
Ninaweza kufanya nini ikiwa gari halijakamilisha awamu ya kuongeza kasi?
Kama ilivyo kwa awamu ya upangaji, injini huharakishwa katika kitanzi-wazi kwa kutumia sauti inayoongezeka kwa mstari.tage (juzuutage mode kuendesha gari) au ya sasa (ya sasa ya kuendesha gari) kwa awamu motor. Nambari chaguo-msingi hazizingatii mzigo wa kimakanika uliotumika hatimaye, au vidhibiti vya gari si sahihi na/au vinajulikana. Kwa hiyo, utaratibu wa kuongeza kasi unaweza kushindwa na duka la magari au tukio la overcurrent. Kwa habari zaidi kuhusu suluhu zinazowezekana, rejelea Sehemu ya 3.1.2.
Kwa nini motor haibadiliki kuwa kitanzi cha kasi iliyofungwa?
Iwapo injini itaharakisha ipasavyo ili kulenga kasi lakini inasimama ghafla, huenda kuna kitu kibaya katika usanidi wa kizingiti cha BEMF au kidhibiti cha PI kitafaulu. Rejelea Sehemu ya 3.1.3 kwa maelezo zaidi.
Kwa nini kitanzi cha kasi kinaonekana kutokuwa thabiti?
Kuongezeka kwa kelele ya kipimo na kasi kunatarajiwa kwani kasi ya juu, ndivyo idadi ya BEMF inavyopungua.amples kwa kugundua kuvuka sifuri na, kwa hivyo, usahihi wa hesabu yake. Hata hivyo, kuyumba kupindukia kwa kitanzi cha kasi kunaweza pia kuwa dalili ya kiwango kisicho sahihi cha BEMF au faida za PI ambazo hazijasanidiwa ipasavyo, kama ilivyoangaziwa katika Sehemu ya 3.1.3.
- Ninawezaje kuongeza kasi ya juu inayoweza kufikiwa?
Kasi ya juu zaidi inayoweza kufikiwa kwa kawaida huzuiliwa na mambo kadhaa: frequency ya PWM, kupoteza usawazishaji (kutokana na muda mwingi wa upunguzaji sumaku au kuchelewa vibaya kati ya ugunduzi wa kupita sifuri na ubadilishaji wa hatua), vizingiti vya BEMF visivyo sahihi. Kwa maelezo zaidi kuhusu jinsi ya kuboresha vipengele hivi, rejelea Sehemu ya 3.2.1, Sehemu ya 3.2.3, Sehemu ya 3.2.4 na Sehemu ya 3.2.5.
Kwa nini motor inasimama ghafla kwa kasi fulani?
Huenda ni kutokana na usanidi usio sahihi wa PWM wa kutambua BEMF. Rejelea Sehemu ya 3.2.5 kwa maelezo zaidi.
Historia ya marekebisho
Jedwali 2. Historia ya marekebisho ya hati
| Tarehe | Toleo | Mabadiliko |
| 24-Nov-2023 | 1 | Kutolewa kwa awali. |
TANGAZO MUHIMU – SOMA KWA UMAKINI
STMicroelectronics NV na kampuni zake tanzu (“ST”) inahifadhi haki ya kufanya mabadiliko, masahihisho, uboreshaji, marekebisho na uboreshaji wa bidhaa za ST na/au kwa hati hii wakati wowote bila taarifa. Wanunuzi wanapaswa kupata taarifa muhimu kuhusu bidhaa za ST kabla ya kuagiza. Bidhaa za ST zinauzwa kwa mujibu wa sheria na masharti ya ST ya mauzo yaliyopo wakati wa uthibitishaji wa agizo.
Wanunuzi wanawajibika kikamilifu kwa uchaguzi, uteuzi na matumizi ya bidhaa za ST na ST haichukui dhima ya usaidizi wa maombi au muundo wa bidhaa za wanunuzi.
Hakuna leseni, iliyoelezwa au iliyodokezwa, kwa haki yoyote ya uvumbuzi inayotolewa na ST humu.
Wanunuzi wanawajibika kikamilifu kwa uchaguzi, uteuzi na matumizi ya bidhaa za ST na ST haichukui dhima ya usaidizi wa maombi au muundo wa bidhaa za wanunuzi.
Hakuna leseni, iliyoelezwa au iliyodokezwa, kwa haki yoyote ya uvumbuzi inayotolewa na ST humu.
Uuzaji wa bidhaa za ST zenye masharti tofauti na maelezo yaliyoelezwa hapa yatabatilisha udhamini wowote uliotolewa na ST kwa bidhaa hiyo.
ST na nembo ya ST ni alama za biashara za ST. Kwa maelezo ya ziada kuhusu chapa za biashara za ST, rejelea www.st.com/trademarks. Majina mengine yote ya bidhaa au huduma ni mali ya wamiliki husika.
Maelezo katika waraka huu yanachukua nafasi na kuchukua nafasi ya maelezo yaliyotolewa awali katika matoleo yoyote ya awali ya hati hii.
© 2023 STMicroelectronics - Haki zote zimehifadhiwa
ST na nembo ya ST ni alama za biashara za ST. Kwa maelezo ya ziada kuhusu chapa za biashara za ST, rejelea www.st.com/trademarks. Majina mengine yote ya bidhaa au huduma ni mali ya wamiliki husika.
Maelezo katika waraka huu yanachukua nafasi na kuchukua nafasi ya maelezo yaliyotolewa awali katika matoleo yoyote ya awali ya hati hii.
© 2023 STMicroelectronics - Haki zote zimehifadhiwa
Nyaraka / Rasilimali
 |
STMicroelectronics STM32 Udhibiti wa Magari SDK 6 Hatua ya Kitambuaji cha Firmware Chini Kigezo [pdf] Mwongozo wa Mtumiaji STM32 Motor Control SDK 6 Hatua ya Firmware Kigezo Chini ya Parameta, Udhibiti wa Motor SDK 6 Hatua ya Firmware Sensor Parameta Chini ya Parameta, Hatua ya Firmware Kigezo Chini, Firmware Kigezo Chini, Sensor Chini Parameta, Parameta Chini, Parameta. |
