单电阻三电阻FOC电机控制开源板调试及硬件电路
steval-05fm1（基于030c8t6）单电阻三电阻foc电机控制开源板调试文档详细说明
（主芯片：stm32f030c8t6）
一、硬件说明
1.1图纸说明
5v稳压电路：就给霍尔传感器或编码器供电用，如果是无感启动不用；
尽量选择高频率dcdc的转换芯片，频率越低更容易引入一些噪声；
ipm模块：选的是国产600v/15a，国产ipm模块最好留至少5倍余量，也就是尽量不要超过3a，如果是进口ipm模块至少3倍余量；
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安全说明
*电源输入供电：采用隔离变压器或隔离的交流电源或隔离的高压开关电源供电；
*电脑供电：尽量用笔记本电脑，且电脑的电源不用接（用电池供电，避免电源的地都通在一起，烧坏笔记本或端口）；
*仿真器或调试器：通过usb隔离或采用隔离的仿真器；
*示波器调试说明：尽量用电池供电示波器或示波器的电源线接地线不要接（三芯插头中间的接地线）；
*板子及带电端口：不要用手触摸，以免被电到。
1.4接线说明
板子
v+:接电源正+
v-:接电源正-
u: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（对应550w伺服电机编码器：4脚）
hb:接电机霍尔传感器v或编码器b（对应550w伺服电机编码器：3脚）
hc:接电机霍尔传感器w（对应550w伺服电机编码器：2脚）
gnd或0v：接电机传感器接口gnd（对应550w伺服电机编码器：5脚）
+5：接电机传感器接口5v（对应550w伺服电机编码器：14脚）
st link的swd及串口接线说明:
按上图所示一对一接线即可（st link背面朝向），rst和3.3v电源可不接。
二、软件说明
新建工程板子选择
底板选择：
驱动板选择：
选择对应的电机参数
保存工程到需要的文件夹：
关闭温度检测接口（如硬件有用到则加上）：
电机设置（双击打开电机图标）
如果是hall接口打钩霍尔接口并输入霍尔角度；
如果是编码器接口打钩编码器接口并线数；
如果是无感可跳过；
速度反馈接口设置（默认无感，无感可跳过）
比如设置hall接口
数字io口设置点开下面图片:
根据硬件图纸设计端口进行设置：
pwm输出端口设置：
刹车输入端口设置：
hall或编码器接口设置（无感启动则无法设置）：
串口波端口及波特率设置：波特率改为9600
串口端口引脚设置：
按键启动/停止端口设置：
设置参考如下图所示：
比较器过流设置
ad采样电流放大倍数设置（如果是单电阻则改为单电阻，并修改电流采样电阻值，单电阻还要除3，并把板子上cn1和cn2用短路帽短接）
ad采样电流放大倍数设置界面值修改
ad采样电流放大倍数设置好保存
dac功能设置打开图标：
全部选择关闭（f0无da）
模拟输入及保护设置：
母线电压采样根据图纸进行设置（pa1）:
ad采样时钟及uvw相电流采样端口设置：
根据硬件图纸：
u对应pa4：
v对应pa5：
w对应pa6：
三电阻则根据uvw顺序设置为pa4、pa5、pa6
单电阻则设置为pa5；
驱动界面设置（f0内核计算能力有限）：
降低pmw频率：设置为16k以下
死区时间：默认为800ns，用的国产芯片可改为1200ns
目标速度：设置为1183，可设置为额定速度的15%到85%左右，太低会无法启动；太高启动电流太大；
pwm计算周期：改为2，f0计算太慢
截止频率：改为3000左右，由于单电阻和f0计算慢取2000或1000；
无感启动界面设置
有感编码器启动设置（电流可以根据实际需要设置大些）
如无其它修改则生成工程（选择相应的工程文件）
生成按钮：
等待生成工程完成
在对应的存放目录下，打开生成的mdk工程文件
点击魔术棒，并打开device界面，更改芯片为stm32f030c8t6:
设置仿真下载接口为st link
选择仿真接口为swd速率为4m
添加芯片falsh的加载算法
点击keil mdk的编译按钮编译程序
点击load下载程序（先连接好线和电源，再通电）。
正常下载程序后，通过按板子的user1按钮，即可启动电机；
点击workbench的gui按钮进行在线串口调试
或通过worobench的在线调试界面调试，选择相应的串口，波特率设置为9600
如无问题点击start按钮或板子的蓝色按钮即可正常转：
正常转如下图所示
三、调试补充说明
最好先确定下电机参数（电机找电机厂或自己测试或用我们ipm05f+nucleo-f303re板子进行测试）。
首先，需要再次确认st mc workbench中所有设置的参数是否和实际的硬件
参数一致：如电机的相关参数，驱动部分的参数，单片机io设置等。
• 如果有其中任意一个参数设置错误，可能导致电机永远也无法正确启动。
• 如果有需要，可以让电机运行在开环模式，来测量tnoise和trise相关参数。
如果启动后立即出现硬件过流保护，可能由以下原因导致：
• 选择了错误的电流采样方式
• 选择了错误的电流采样参数：如取样电阻值，放大倍数，ics增益，tnoise, trise等.
• 电流环的调节带宽过高：3电阻采样建议为2000rad/s,单电阻采样建议为1000rad/s
• 由于布线受到干扰而导致误触发硬件过流保护，需要检查硬件设计。
如果出现电机只动一下，但是没有加速动作：
• 这种问题一般是因为开环电流不够大导致无法拖起转子加速，有时出现开环启动完成，
但报启动失败故障，这时：
• 需要减低加速率，或提高开环启动电流
如果以上方法可以解决，但是不能保证100%有效，请尝试增加定位功能。
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。
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：
• 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：
• 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。
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尽量选择高频率dcdc的转换芯片，频率越低更容易引入一些噪声；
ipm模块：选的是国产600v/15a，国产ipm模块最好留至少5倍余量，也就是尽量不要超过3a，如果是进口ipm模块至少3倍余量；
1.2硬件布线
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pwm输出线和电流采样线尽量不要交叉；
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*电脑供电：尽量用笔记本电脑，且电脑的电源不用接（用电池供电，避免电源的地都通在一起，烧坏笔记本或端口）；
*仿真器或调试器：通过usb隔离或采用隔离的仿真器；
*示波器调试说明：尽量用电池供电示波器或示波器的电源线接地线不要接（三芯插头中间的接地线）；
*板子及带电端口：不要用手触摸，以免被电到。
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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（对应550w伺服电机编码器：4脚）
hb:接电机霍尔传感器v或编码器b（对应550w伺服电机编码器：3脚）
hc:接电机霍尔传感器w（对应550w伺服电机编码器：2脚）
gnd或0v：接电机传感器接口gnd（对应550w伺服电机编码器：5脚）
+5：接电机传感器接口5v（对应550w伺服电机编码器：14脚）
st link的swd及串口接线说明:
按上图所示一对一接线即可（st link背面朝向），rst和3.3v电源可不接。
二、软件说明
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选择对应的电机参数
保存工程到需要的文件夹：
关闭温度检测接口（如硬件有用到则加上）：
电机设置（双击打开电机图标）
如果是hall接口打钩霍尔接口并输入霍尔角度；
如果是编码器接口打钩编码器接口并线数；
如果是无感可跳过；
速度反馈接口设置（默认无感，无感可跳过）
比如设置hall接口
数字io口设置点开下面图片:
根据硬件图纸设计端口进行设置：
pwm输出端口设置：
刹车输入端口设置：
hall或编码器接口设置（无感启动则无法设置）：
串口波端口及波特率设置：波特率改为9600
串口端口引脚设置：
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根据硬件图纸：
u对应pa4：
v对应pa5：
w对应pa6：
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