注意事项
1、电机的三根线可以任意接在驱动器的ABC三相上，不用区分；
7 p% u" {" s8 M2、开环控制最好选择Ω级的电机，尽量不要用mΩ级的航模电机，容易烧MOS和电机。开环控制在实际中也就启动时用用，这不是电机控制的一个常态。
# n# J4 |( v) w4 D# O3、电机控制要尽快操作，不要停留时间太久，时刻注意电机和驱动器的发热情况，一旦过热立即断电。

- K9 \) |; c' i0 _! R一、硬件介绍
' \; o9 i. w' I$ [# a) x本节实验适合运行在SimpleMotor和SimpleFOCShield V2.0.3上。

1.1、硬件准备
, j, n" L+ i  k2 E1.1.1、SimpleMotor方案
. C1 D3 o1 K9 u1 ^. {! E3 J+ S
, I' ?# z* ^2 L$ j

9 o9 O9 a+ X( B9 n
- `; U8 h0 B6 X( G9 h! U带编码器云台电机可以是AS5600，也可以是TLE5012B。

1.1.2、SimpleFOCShield V2.0.3方案
/ n2 E% C- u6 J; b8 R
$ M1 p2 R* d# d/ Z! j
' F( E9 @" s' Y; A  T& M* ]
# w+ `  ~. U6 _. b
# b) W! C( h, i0 k3 E
带编码器云台电机可以是AS5600，也可以是TLE5012B。
" h0 Y  T7 i3 z# i; r6 |  v/ ~
1.2、硬件连接
1.2.1、原理图
& y; Z" u+ u# @' D% ]: e
( p$ s/ f# B+ j9 w2 n; x$ P
6 }( R" R- ]' ~, X
+ l7 p: Q( K; D9 b1.2.2、SimpleMotor接线
6 g$ l$ T4 {. E! X( P
# v8 R7 s* r" k' j/ T  R' b2 ?
3 o2 I* I1 f9 c, t( K
, v- O4 K; i0 [. j1.2.3、STM32接线
对于SimpleFOCShield V2.0.3，需要杜邦线连接主板和驱动板，记得共地。
- r- k: G: u2 y. z8 U( Z# `5 P3 _; j

# D. w$ R8 ~! k
( B: I' ?+ I$ U0 B& B对照 Shield V2.0.3 的原理图：

( @) s% P4 y$ ~7 O! g4 O5 M



注意事项：
①、无刷电机的三根相线不用区分顺序，任意接在端子上即可，调整其中任意两根电机反转。
②、12V先不要上电，开环控制电机会发热，上电时间过久容易烧坏。最好等到程序编译上传后再上电，上电尽快操作。
③、最好使用大电阻的云台电机（比如10Ω），如果使用mΩ级的航模电机，操作不当，容易烧毁驱动器MOS和电机。

1 V8 ~0 t7 J! B% V7 }% F
0 l& F' k  |8 F6 ~( y二、控制原理
" U" }/ I5 Q4 i" e9 J2.1、SVPWM

/ k" r) ~! q" V

) _: e5 M) r* E0 I  j4 v' H  Uq为交轴，Ud为直轴，角度angle_e1是电机的电角度。
; {7 o/ a' G5 N- H  一般应用直接设置Ud=0，通过控制Uq来控制磁场大小，控制angle来控制磁场方向；
8 ]0 @  z4 y8 G% K8 I# b  开环控制中，直接设置Uq = voltage_limit，按照固定的速度递增angle就是速度模式；递增angle到设定值就是角度模式。
  闭环控制中，angle来自编码器，根据编码器计算实际速度和位置，如果速度大于设定值，PID调小Uq降低速度，如果速度小于设定值，程序调大Uq增加速度。
8 R$ K4 f8 z% ]; o5 j( ~1 w
& Q0 p$ `) |& ]2.2、极对数
) q+ Z) X' C+ o+ x( T  无刷电机转子中磁铁的对数就是极对数。

4 T3 E+ x0 \6 p5 d. G6 ]
( s! h9 v& b, U+ c  E2 @
  电机转子转一圈，称为360°（或者叫2Pi）机械角度，转子转过一对磁极，称为360°电角度。
3 F% Z! W4 W% |  如上图的7对极，电机需要转7X360电角度 = 360机械角度。SVPWM控制的angle为电角度，而编码器读到的是机械角度，所以需要把机械角度转为SVPWM可用的电角度。
! s- t6 V- Q+ u  i& d  k
7 j8 J9 ^( z. X9 d( j
2.3、开环控制
; b' g9 a: i" c% {% \! ]. P% {# x  SVPWM+设定的角度angle = 开环控制，
4 y/ c& X: k: \/ \9 \/ x
5 R4 u2 v/ q4 Y+ |4 H, z# f5 M

三、软件操作和程序下载
: Q* V- n7 c# _# n: [) k3.1、Keil编译生成hex文件
选择生成hex文件。如果用STlink下载可忽略此步。
' n5 x% z; I. v3 v5 i6 D6 X

/ b8 @4 W! D1 \  y+ q% ~
3.2、FlyMcu下载
7 V- A# B  {+ C; u如果用STlink下载可忽略此步。

9 G0 h. u/ u+ C1 x% F) d5 i! J

3.3、SimpleMotor准备
, c* ^; J3 z9 \. {


, `$ g6 h, j" c( q( V. c- 如果用STlink下载，SWCLK接驱动板的SDK、SWDIO接驱动板的SWD，GND接GND。

1 x0 S  q" L2 `7 C# B$ w- 如果用串口下载：
, _: Z$ V! @! v$ }* o9 ^* a    1、USB转串口的TXD接驱动板的RX1，USB转串口的RXD接驱动板的TX1，GND接GND，
/ M+ T3 v! q- a1 C- e4 I    2、按住Boot键不松手，按下RST键松开，然后再松开Boot键，单片机进入Boot模式，
  ?' d$ ^- B8 F! `- p* G' ]7 S        （如果你手头的驱动板Boot键是跳线帽，短接跳线帽相当于按住Boot键）
    3、点击FlyMcu的开始编程，等待下载完成。

四、程序演示
: P' f* G$ n+ K开环控制尽快操作，注意电机发热情况，发热严重要立即断电
6 d2 h) W; C2 e0 e" M. g+ n: k1、电机抖动转不起来把voltage_limit设置的大一点，
2、电机发热严重的把voltage_limit设置的小一点，
. r% _9 [, @/ W3 h- b8 C' C: S3、电机能转就表示一切正常，可以学**一章了，开环不是电机控制的常态，不要纠结太久。20211224

4.1、开环速度控制
4.1.1、打开工程
# s) o; o  b) s( |* }6 v: u

+ B6 u0 L" r  |9 X# C
4.1.2、修改参数
- 选择controller=Type_velocity_openloop;
- 电源电压和极对数根据实际情况设置；电源电压增加voltage_limit也要相应的增大
- voltage_limit在不了解电机性能的情况下从小逐渐增加，每次修改后注意工作电流和电机发热；
- 如果电机功率较小而voltage_limit偏小，电机会转不动；
* C$ B2 G5 B9 I* l: y- 如果电机功率较大而voltage_limit偏大，电机会发热严重。

4.1.3、编译下载
  FlyMcu通过串口下载或者STlink通过SWD接口下载。
  串口下载需先进入Boot模式，下载完以后按复位键运行。


* l" i% x- M5 q$ ]
- Z' p8 x4 j) |, k5 z, E/ [4.1.4、串口发送指令
0 C2 [5 D3 p0 ^* P  常用的串口调试软件，在发送区敲回车，对应的16进制数据为0D 0A，也就是回车换行；Arduino IDE自带的串口监视器，输入指令点发送，只有16进制的0A。所以不能用Arduino IDE的软件给当前代码发送指令。
  a/ U; J$ d* h: J0 l* O; B5 J  发送指令，从低速开始逐渐增加，速度设置过快电机容易失步变成振动。速度单位为rad/s，6.28表示一圈每秒。

# k9 k# S& ]& G) h5 v, H+ P5 N' ]

+ U0 m, [; Q  @, h5 y8 u
$ L1 C( \, p6 y/ Q4.2、开环位置控制
* R7 T, m) I5 G2 ^4.2.1、打开工程
1 r' X! u  c# h, P6 u  和开环速度为同一个工程


! [- u. x( L; \+ }7 ?8 H
4.1.2、修改参数
9 r; ?8 ^) Q2 v( ~2 ?2 [  h1 [' b  选择controller=Type_angle_openloop;

4.1.3、编译下载
4.1.4、串口发送指令
* w: P6 b9 V$ e% ~4 m; h% V  设定目标值，单位为rad，一圈=6.28rad。
& `7 R) [7 P; z2 [. u9 p


& Q$ D" w0 |9 y2 a% S% _————————————————
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4 k4 y, ^0 r* b1 |, W4 I6 _- C
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