软件:Motor Control Workbench 5.4.3,STM32CubeMX 6.0.1,Keil MDK-ARM v5
硬件:STEVAL-SPIN3201 评估板(控制+驱动一体),电机 SCORPION SII-2215-900KV(普通的无人机电机,可视为表贴PMSM),编码器欧姆龙 E6B2-CWZ5G(1020线,ABZ输出)
MCSDK 本来只支持速度控制和力矩(电流)控制,但官方在MCSDK 5.4.3版本中增加了位置控制功能,可详见 Release Notes for X-Cube-MCSDK。位置控制的具体说明在官方 AN5464 文档中。AN5464 给的例子用的是 NUCLEO-F302R8 + X-NUCLEO-IHM08M1 套件,我这里用的是STEVAL-SPIN3201,在实现 位置控制过程中(我们称为Position Control,但在生成的代码中叫做 Trajectory Control,简写TC,即TC类函数),个人总结了几点需要稍微注意下:
1. 目前的固件只支持增量编码器,AB相输出或ABZ相输出均可,目前不支持磁编码器等绝对位置传感器;
2. 在位置控制模式中,如果用AB相编码器,则电机对齐后的位置为0初始机械位置,如果用ABZ相编码器,电机对齐后会缓慢转动一圈来找Z相有输出的位置,并将该位置作为0初始机械位置;
3. 在用位置控制模式时,需要整定电流环和位置环参数,在 drive_parameters.h 头文件中;
我用的是ABZ相编码器,在配置好Workbench后还需要在CubeMX中把Z相对应的管脚PA2配置为GPIO_EXTI2,即Z相有输出时会触发中断来标定0初始机械位置。
生成工程文件后,还需要修改一下代码,在main.c中,官方给的测试位置控制的代码为:
- /* USER CODE BEGIN 2 */
- MC_StartMotor1();
- /* USER CODE END 2 */
- /* Infinite loop */
- /* USER CODE BEGIN WHILE */
- while(MC_GetAlignmentStatusMotor1()!=TC_ALIGNMENT_COMPLETED){}
- while (1)
- {
- /* USER CODE END WHILE */
- /* USER CODE BEGIN 3 */
- MC_ProgramPositionCommandMotor1(3.14/2,0.1);
- HAL_Delay(2000);
- MC_ProgramPositionCommandMotor1(-3.14/2,0.1);
- HAL_Delay(2000);
- }
- /* USER CODE END 3 */
复制代码 我用起来未成功,修改了电机启动函数的位置、调整了位置控制的时间参数、开启了Z相对应管脚的中断,代码如下:
- /* USER CODE BEGIN 2 */
- /* USER CODE END 2 */
- /* Infinite loop */
- /* USER CODE BEGIN WHILE */
- while(MC_GetAlignmentStatusMotor1()!=TC_ALIGNMENT_COMPLETED){}
- MC_StartMotor1();
- while (1)
- {
- /* USER CODE END WHILE */
-
- /* USER CODE BEGIN 3 */
- MC_ProgramPositionCommandMotor1(3.14/2,1);
- HAL_Delay(2000);
- MC_ProgramPositionCommandMotor1(-3.14/2,1);
- HAL_Delay(2000);
- }
- /* USER CODE END 3 */
- }
复制代码- static void MX_NVIC_Init(void)
- {
- /* TIM1_BRK_UP_TRG_COM_IRQn interrupt configuration */
- HAL_NVIC_SetPriority(TIM1_BRK_UP_TRG_COM_IRQn, 0, 0);
- HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM1_BRK_UP_TRG_COM_IRQn);
- /* DMA1_Channel1_IRQn interrupt configuration */
- HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Channel1_IRQn, 1, 0);
- HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Channel1_IRQn);
- /* TIM2_IRQn interrupt configuration */
- HAL_NVIC_SetPriority(TIM2_IRQn, 3, 0);
- HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);
- /* USART1_IRQn interrupt configuration */
- HAL_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn, 3, 0);
- HAL_NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);
- /* EXTI0_1_IRQn interrupt configuration */
- HAL_NVIC_SetPriority(EXTI0_1_IRQn, 3, 0);
- HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI0_1_IRQn);
- /* EXTI2_3_IRQn interrupt configuration */
- HAL_NVIC_SetPriority(EXTI2_3_IRQn, 3, 0);
- HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI2_3_IRQn);
- }
复制代码 该位置控制测试程序为电机每隔2s正转到90°位置,然后反转到90°位置,官方给的位置控制时间为0.1秒,我在我的电机上响应跟不上,这个可能和整定的控制器参数有关,由于是测试位置控制模式ok不ok,所以把时间改为了1秒。最后上视频:
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