ST的FOC库 2.0学习

1 无感矢量闭环控制

1.1 主要程序讲解

1.1.1 MC_type.h

   定义了电机控制算法层的所有变量结构体。
　　Curr_Components 电流值结构体
　　Volt_Components 电压值结构体
　　Trig_Components 三角函数结构体
　　StateObserver_Const 观测器用常数，初始化时被赋值
　　StateObserver_GainsUpdate 观测器的增益更新
　　MTPA_Const MTPA常数
　　PID_Struct_t PID参数结构体
　　SystStatus_t 系统状态结构体，空闲、初始化、启动、运行、停止、刹车、等待和错误 8 种状态
　　BusV_t 母线电压状态，有无错误、过压和欠压 3 种状态。

1.1.2 MC_const.h

    提供了由所有模块共用的常数。sqrt(3)相关，状态宏定义相关，三角函数数据表。

1.1.3 MC_Control_Param.h

    该文件定义了硬件控制参数，包含功率器件参数、电流调节参数、电源板保护阈值、速度循环采样时间、转速PID控制器初始化值、正交电流PID控制器初始化值、根据机械速度线性变化的PID常数。
  主要的参数就是PWM频率、死区时间、电流采样频率、PID参数等等。

1.1.4 MC_encoder_param.h

    通过编码器获取速度和位置的参数设置，例如编码器线数、底层定时器、速度范围等宏定义参数。

1.1.5 MC_hall_prm.h

    霍尔传感器参数设置代码，使用霍尔传感器获取转子位置和速度。

1.1.6 MC_State_Observer_Interface.c

    该文件就是实现PMSM B-EMF的状态观测器，从而识别转子的速度和位置。但是很不幸的是，观测器的源码是不开源的，只能通过调用函数得到转子角都和速度信息。
    那么假如你有一定的电机控制基础，想要学习不用的电机控制算法，那么这套算法的参考价值就有限了。如果你是要学习使用ST的算法来做项目做产品的话，需要将所有.h和.c文件都了解清楚。
    通过网上一些资料说的是使用的反电势的滑动模型观测器。值得学习的是观测器获取的速度来测试可靠性，这个功能也是不开源的，猜测是包含堵转、观测器故障等保护。重点还是转子速度和角度的获取函数

1.2 三段式启动

    一般的三段式启动都是 对齐定位开环拖动闭环控制。

1.2.1 对齐

    对齐理解起来就简单一些，就是在开机时不知道转子的位置，这个时候在进行PARK变换时，角度设为对齐的角度，得到Id和Iq，这个时候通过电流环PID，输出力矩大小，转子就被控制到设定的对齐角度上。

1.2.2 开环拖动

    开环拖动可以理解为，让设置的转子角度变化速率随一定加速度变化。加速可以划分为三类：换相信号频率不变，逐步增大电压使电机加速，称为恒频升压法。保持电压不变，逐渐增高换相信号的频率，使电机逐步加速，称为恒压升频法。在逐步增大电压的同时，增高换相的频率，称为升频升压法。
    然后当电机转速增加到一定阈值后，反电势可以很容易检测时，切入闭环控制。

1.2.3 闭环控制

    闭环控制就是核心，重点就是观测器，实时观测出转子的角度和速度。