基于STM32G431+IHM08-V4三电阻FOC(5.4.1库)电机控制板调试文档详细说明

ST FOC MCSDK5.4.1版本：软件代码上增加了圆的限制；MCSDK ：Motorcontrol WORKBENCH工作台软件增加了支持更多的芯片，另外G4也支持电机参数测试；支持FREERTOS系统等.

IHM08参考资料链接：https://www.stmcu.org.cn/module/forum/thread-620742-1-1.html

STM32G4 系列内置运行速度可达170 MHz 的 32 位 Arm Cortex-M4 内核（支持 FPU 和 DSP 指令集）与 3 种不同的硬件加速器：ART Accelerator、CCM-SRAM 程序执行加速器和数学运算加速器。STM32G4 系列还提供：
6 x/ z4 k* ~/ X- N6 P• 丰富的高级模拟外设（比较器、运算放大器和 DAC）
* A  j" P) y  K6 s* Y• 支持硬件过采样的 ADC（16 位分辨率）
• 具有纠错码 (ECC) 的双存储区闪存（支持现场固件升级）
3 F: i  g+ M; w' r4 P- u2 K+ M• 安全存储区
& `2 K3 `- E- D( Y! l4 g- V• 高分辨率定时器【版本 2】
4 s/ M- @/ H' m: c7 z- `( h• 支持供电功能的 USB Type-C 接口，内置物理层PHY
7 s% c) f) g, P+ v% D# a• AES 硬件加密
灵活的互连矩阵允许外设之间的自主通信，可节省 CPU 资源并降低功耗。与 STM32F3 系列高度兼容的特性可确保在设计不同性能水准的衍生应用时实现出色的效率。
STM32G4 系列混合信号微控制器包括：
• STM32G4x1 基本型系列：具有入门级模拟外设集的通用微控制器
; y4 `' a+ A& O% l2 e• STM32G4x3 增强型系列：具有最大数量模拟外设的通用微控制器
• STM32G4x4 高分辨率系列：具有高分辨率定时器和复杂波形生成器以及事件处理器 ，适合于数字电源应用，如数字开关电源、照明、焊接、太阳能和无线充电等。
封装形式包括 LQPF32/48/64/80/100/128、UFBGA100、WLCSP64/81 和 UQFN32/48，适用于具有 32 至 512 KB Flash 的器件。芯片工作温度范围为 -40 至 85 °C 或 -40 至 125 °C。

如果采用 以上方法导致开环的最终速度过高，或没有解决问题，可以尝试以下方法：
- q) |5 b4 A) d9 \; `# S   • 减少观测器的增益G2,它可以降低扰动对速度反馈的影响。
   • 通常G2应该按照/2,/4,/6,/8方式来减少。
   • 放宽观测器的收敛条件，这样使观测器更容易收敛：
4 E2 F1 z$ s. G8 b' F& I# T   • 使用新的电机库，可以设置速度变化波动为80%（PLL） ,或400%（Cordic)。
   • 这种情况下需要增加反向电动势幅度与估算速度一致性的检查。
   • 更改速度/扭矩的爬升率：根据实际负载和转子的惯性等情况，让加速度更加柔和，防止突然加速导致对反向电动势估算的扰动。

如果转子可以转动并且有加速动作，但是还是会停止并且报“速度反馈失败”错误，可能由以下原因导致：
   • 启动成功的限制条件过于宽松导致过早切入闭环。
   • 如下的方法可以解决这样的问题：
   • 提高“连续成功启动输出测试”值，正常情况下请不要大于5。
   • 提高最小启动输出速度。

STM32G473（多个高级定时器，每个定时器带3路PWM）：可以做3电机FOC控制；
STM32G474（一个高级定时器带4路PWM）：可以做步进控制；

NCULEO-G431RB底板（带ST LINK V3）

% D; K2 u1 J2 a! A
, O# H! z' D* y7 W1 {) u3 r! R0 Q4 f

V4和V3区别：就电压高些，电流大些，加了散热片等一般应用选V3即可

3 G. u3 D" L5 o1 ?

MCSDK5.4.1支持更多板子测试电机参数：

0 ^9 c: j" ~/ l7 E  S; E: l" z; x

一、硬件说明

1.1图纸说明

   电源输入部分尽量加保险丝，TVS管，大的电解电容等；

1.2硬件布线

   电流采样一定要采用差分走线；特别是地线（电流采样电路适当的加滤波电容）；PWM输出线和电流采样线尽量不要交叉；

1.3接线说明

板子
V+:接电源正+
' S0 F+ u  s: L7 cV-:接电源正-
( M* e' u# M4 ]: xU:接电机U或A
V:接电机V或B
W:接电机W或C
HA:接电机霍尔传感器U或编码器A
HB:接电机霍尔传感器V或编码器B
% G! |" l8 g* d6 ], O. ]! a( ^8 YHC:接电机霍尔传感器W
GND或0V：接电机传感器接口GND
+5：接电机传感器接口5V

软件说明

电机参数测试（打开Profier软件），先选择相应的板子

选：NUCLEO-G431RB + X-NUCLEO-IHM08M1 3SH板子

; y' k* U7 |  t0 V- t/ m5 o0 O

( y4 l, d# D: C2 F% q

点击“Start Profiler”开始测试电机参数，对200W伺服电机测试结果如下：

200W伺服电机参数测试

8 L5 C; y. i1 K8 W3 z# X( _

点击“Play”可以测试电机是否正常转

, x2 R6 T4 I; M  {9 u8 z9 ]

保存电机参数

. d" W" w/ K. j. e# m# s! t

新建工程板子选择

选择对应的电机参数

PMSM:24V 200W电机

: w$ F& b1 R  W+ @2 N' n9 n

新建工程后如下所示: