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新功能,新体验——STM32电机控制软件开发套件MCSDK 6.0

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STMCU小助手 发布时间:2022-6-22 21:06
日常生活中,在电力系统中奔涌的电能,大约有50% 是被电机消耗掉的。而随着MCU算力的提升、功能的丰富,基于MCU的数字电机控制场景也越来越普遍。电机控制是工业应用的核心类别,种类繁多,需求各异,并且对工作温度,封装,通讯和控制都有较高要求。基于MCU的电机控制还是有门槛的。


STM32有完整的电机控制生态
ST以一套完整的生态系统方式向用户提供电机控制方案,不但包含相关的产品(MCU、功率器件)、评估的硬件开发套件、开发调试工具,还包括ST电机控制软件开发包,即 ST MCSDK。STM32电机控制生态系统主要包含以下几部分:
  • X-CUBE-MCSDK
  • ST-MC-SUITE
  • 电机参数分析仪
  • STM32 Cube生态系统
  • STM32电机控制Wiki

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ST MCSDK以 STM32CUBE的外部组件方式提供给用户。STM32Cube是一个集人机界面STM32CubeMX、STM32 MCU的外设库(STM32CubeXXX, XXX = F0,F1,…, H7, L0, L1, …, G0, G4, …, etc.) 和代码生成器三位一体的软件开发工具。
ST MCSDK包含三个部分: 三相永磁同步电动机的固件库,人机界面ST MCWorkbench,及由ST MC Workbench从后台调用的 STM32CubeMX。X-CUBE-MCSDK和X-CUBE-MCSDK-FUL包含三相永磁同步电动机的固件库、人机界面 STMC WB、电动机参数自动测定工具ST Motor Profiler 和与前面三个部分相应的文档。在使用这个SDK的时候,用户还需要在电脑上安装STM32CubeMX并下载对应STM32产品的外设库,以及相应的软件开发工具(代码编辑,编译-链接-优化工具等,比如IAR,KEIL等提供的IDE)。STM32为电机控制打造了细分的MCU系列,支持多种电机,提供完整的设计资源,所有代码开放,PMSM (FOC), BLDC (6-Step), ACIM,可自动识别电机参数,进一步降低调试难度,运行工况实时监控,参数一手掌握,算法持续优化升级。

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STM32的产品系列中,可用于电机控制的产品覆盖了8个系列,30多条产品线。主流系列有F0, F3,G0和G4;高性能系列有F2, F4, F7, H7;低功耗系列有L0,L1,L4等。这些产品包含专用于输出控制变频器所需要的三相PWM波形和过电流触发保护的高级定时器(TIM1,8,20等)、可以与输出PWM同步触发功能的ADC,ADC还具备模拟看门狗单元。为了进一步简化外围电路,F3/G4还集成了运算放大器和比较器。STM32电机控制解决方案适用于变频家电、工业变频器、电动自行车、电动工具、航模等各个需要电机控制的领域。


X-CUBE-MCSDK不断进化

自X-CUBE-MCSDK5.4.4以来,ST一直在不断对电机控制软件的功能和特性进行升级和更新,以满足电机控制市场的发展需求。让我们来看看X-CUBE-MCSDK的演进史。
从5.4.4到5.4.5,结束了对Web发布的各版本IAR EWARM 7.x的支持;新增了对STM32G4 Cut 2.2的支持;更新了Workbench,以适用于STM32CubeMx v6.0.1;新增了对新电源板的支持;修复了一些问题。

从5.4.5到5.4.6,增加了对STM32CubeMx版本6.2.0的支持;修复了一些问题。

从5.4.6到5.4.7,新增了对STM32CubeMx版本6.3.0的支持;修复了一些问题。

从5.4.7到5.4.8,新增了对STM32CubeMx版本6.4.0的支持;修复了一些问题。


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从5.4.6开始,X-CUBE-MCSDK开始向5.Y路线演进。X-CUBE-MCSDK 5.Y引入了ST Motor Pilot版本,这是X-CUBE-MCSDK新的监控工具;从Workbench删除了旧的监控器;已实施全新的通信协议,并替代了旧版本。

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对于PMSM/BLDC电机,X-CUBE-MCSDK 5.Y可支持:
  • 非连续PWM(即两相调制)
  • 可通过Workbench中的固件驱动管理/附加功能选项卡激活过调制
  • 支持相移的单电阻
  • Circle Limitation VD: Circle limitation算法的更好变体
  • 新增了对STSPIN32G4器件的支持
  • 新增了对新电路板的支持
  • 新增了对EVALSTDRIVE101电源板的支持
  • 新增了对STM32L452和STM32L476器件的HSI时钟源的支持
  • 删除了对STM32F1器件的支持(相应地不再支持使用F1的PFC)
  • 六步示例改进

对于异步电机
,X-CUBE-MCSDK 5.Y可支持:
  • 作为采用FOC无传感器和V/f(标量)模式的两个示例,支持ACIM电机
  • 图形化PC工具随SDK一起提供,以帮助配置此示例:ACIM GUI
  • 两个示例专为NUCLEO-G431RB + STEVAL-IHM023V3配置而设计

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从5.Y.0到5.Y.1:修复了一些问题。


从5.Y.1到5.Y.2: 修复了一些问题,STM32CubeMX中的参数可见性,以使六步算法可配置。


从5.Y.2到5.Y.3:重新引入了在5.Y.2中消失的pdf文档;Motor Pilot改进。


从5.Y.3到5.Y.4:
  • 重新设计和简化了电机运行的状态机
  • 符合MISRAC2012规范
  • 增加了CPU load测量机制
  • 更改了一些示例文件的名称
  • 在马达控制API中添加了浮点API
  • 添加了得到辅助传感器的速度和位置反馈信息的API函数
  • 删除了编码器对齐的API
  • 添加了一个偏移量测量API程序及函数
  • 对于使用霍尔传感器作为速度和位置反馈的配置,可以使能非静止启动功能


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X-CUBE-MCSDK 6.0的新特性

最近,X-CUBE-MCSDK再次更新到SDK 6.0,主要特性包括:
  • 全新的Workbench
  • 6步换相现在可以在Workbench里进行配置
  • 目前只支持单电机控制
  • 当前版本只支持G0和G4, 后续版本会更新对其他MCU的支持

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X-CUBE-MCSDK 6.0使用新GUI的全新电机控制工作平台,新的可定制辅助电机用于监控引擎状况,可监控电机运行可配置的电机操作平台,新的固件库,以及新的6步电机控制算法。下载并安装X- CUBE-MCSDK,通过可拆装的P-NUCLEO-IHM03开发板,设置硬件,不到2分钟就可以构建完整的项目并让电机旋转。

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结语



步履不停,STM32电机控制软件开发套件MC SDK进化的脚步还在继续,今年第二季度,SDK6.1将面世,它将拥有新的FOC无传感器算法,3x MC-FOC(G4),新的MC Profiler v2.0(MC FW内)。而SDK 6.x也将在稍晚时间推出。

收藏 评论1 发布时间:2022-6-22 21:06

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1个回答
h12121 回答时间:2022-6-23 10:30:17
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