关于不同电机控制策略下ADC采样时序的问题

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了关于不同电机控制策略下ADC采样时序的问题。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

目录

前面

BLDC

HALL

BEMF

FOC

单电阻

双电阻

三电阻

关于采样串口太窄的问题

最后


前面

无论是有感还是无感,FOC还是BLDC,ADC采样都是非常重要的一环,其中难点在时序,采什么?何时采样?怎么采样?持续时间?都是值得去探究的问题。

注:在实际工程应用里,一切不贴合实际情况的分析都是che,所以这里只是就一些面上的问题进行分析,具体细节实现还需自己去尝试。

BLDC

HALL

对于BLDC控制策略来讲,最简单的是HALL有感,通过三个HALL传感器判断转子位置、转子速度、触发换相…………

不过主流很少使用ADC来实现,而是使用定时器的输入捕获功能,通过捕获到HALL信号的上升沿、下降沿进行换相判断,位置判断、速度判断

举例:在S32K144中,FTM模块与一般定时器类似,具有输入捕获功能。

关于不同电机控制策略下ADC采样时序的问题,电机控制,算法,电机,ADC

如上图, FTM2_CH1, FTM2_CH0, FTM1_CH1分别是三个通道对应HALL的ABC信号。

靠着上升—下降沿的捕获功能,准确实现六步换相策略。还可根据Tcom换相时间,计算转子速度。

关于一些更细节的东西可以看看这篇笔记:

有感BLDC—Hall代码易错点 · 语雀

BEMF

无感BLDC控制离不开反电动势过零点检测

关于反电动势检测实现的具体原理这里不做赘述,只点出下面几点:

反电动势过零点检测要在PWM工作阶段进行采集,如下图:

关于不同电机控制策略下ADC采样时序的问题,电机控制,算法,电机,ADC

绿色标注出来的部分便是反电动势的采样窗口,应在PWM高电平将要结束时测量。

当然有时候还会出现一些特殊情况,比如采样的时候刚好落在了MOS关断的时候,这样岂不是什么的采不到了?

关于不同电机控制策略下ADC采样时序的问题,电机控制,算法,电机,ADC

别怕,如何解决可以参考这篇笔记:

反电动势过零点出现在MOS关断的时候怎么办? · 语雀

采集到准确的反电动势只是第一步,还需要与总线电压的1/2作比较来判断过零点,所以总线电压与反电动势同时进行采样的

除此之外还有总线电流的采样,放在PWM中心进行采样就可以。

关于不同电机控制策略下ADC采样时序的问题,电机控制,算法,电机,ADC

但具体什么时候开始采样?就有的分析了:

关于不同电机控制策略下ADC采样时序的问题,电机控制,算法,电机,ADC

在S32K144中经常采用FTM与PDB(可编程延时模块)共同触发ADC采样。

ADC由FTM和PDB模块触发 · 语雀

如上图,咱们先从上往下看,最上面就是PWM调制策略的实现:

关于不同电机控制策略下ADC采样时序的问题,电机控制,算法,电机,ADC

由FTM0 init_trig进行换相触发;FTM3采用中心对齐的PWM输出模式,PWM周期为50us,频率为20KHz;通过修改FTM3_C0V的数值可以对占空比进行调节;死区时间通过配置PWM互补输出模式自动生成。

再继续往下便是PDB可编程延时模块,也就是决定反电动势与总线电压什么时候采的关键配置

关于不同电机控制策略下ADC采样时序的问题,电机控制,算法,电机,ADC

两个PDB模块分别对应ADC0,ADC1。

简单的理解PDB也是个计数器,和PWM一起开始,到达指定值时进行触发pretrig0。

关于不同电机控制策略下ADC采样时序的问题,电机控制,算法,电机,ADC

从上图可以看出,BEMF是在PWM高电平后半段开始进行采集的,符合上面的分析。

再放一个总图:里面还有很多的细节,大家可以自己探索一下。

关于不同电机控制策略下ADC采样时序的问题,电机控制,算法,电机,ADC

FOC

FOC矢量控制,一个关键环节就是相电流的采样与重构。

现在应用最广的便是分流电阻法:单电阻、双电阻、三电阻。

单电阻

采样电阻在三相下桥臂汇流点与电源地之间。

关于不同电机控制策略下ADC采样时序的问题,电机控制,算法,电机,ADC

单电阻采样需要每个PWM周期采样两次,才可以重构出来三相的电流。

关于不同电机控制策略下ADC采样时序的问题,电机控制,算法,电机,ADC

电流流向:

三相状态为100时,此时测出的电流为Ia。

关于不同电机控制策略下ADC采样时序的问题,电机控制,算法,电机,ADC

三相状态为110时,采到的电流时Ic。

关于不同电机控制策略下ADC采样时序的问题,电机控制,算法,电机,ADC

然后根据基尔霍夫电流定律求出另一相就可以了。

注意:当占空比变化时,很有可能会出现采样窗口非常小的问题,所以占空比阈值一定要设置好,防止出现采样转换还没完成就又到下一轮采样的问题。

双电阻

双电阻采样每个PWM周期进行一次采样即可

关于不同电机控制策略下ADC采样时序的问题,电机控制,算法,电机,ADC

采样时间保证在下桥臂开通的情况,并在PWM的中心对称点

关于不同电机控制策略下ADC采样时序的问题,电机控制,算法,电机,ADC

三电阻

每一相桥臂下端都设置一个采样电阻。

关于不同电机控制策略下ADC采样时序的问题,电机控制,算法,电机,ADC

从理论上来说,可以同时采集三相的电流,但实际上为了避免某一项下桥臂开通时间太短的问题,导致电流采样不准确,可以避开这一相,采集另外两相,进行分扇区采样

关于不同电机控制策略下ADC采样时序的问题,电机控制,算法,电机,ADC

关于采样串口太窄的问题

从上面的单、双、三电阻采样发现,采样窗口过窄,转换时间长是一个不能忽视的问题,解决办法也多种多样,这里分享一个NXP的方案。

每两个PWM周期采集一次相电流。

关于不同电机控制策略下ADC采样时序的问题,电机控制,算法,电机,ADC

在PWM周期开始(pretrig0),直流母线电压测量首先由PDB1触发。

A相和B相电流在PWM周期的中间同时测量,此时两相下桥臂打开,电流通过分流电阻。PDB0在pretrig0处触发A相电流测量,在pretrig1触发B相电流测量。

关于不同电机控制策略下ADC采样时序的问题,电机控制,算法,电机,ADC

CPU由ADC1转换完全中断服务例程触发。基于上一步存储的ADC0和ADC1值,当前的PI控制器计算新的PWM占空比。然后将这些模块作为PWM模块(FTM3)的新参考发送,并在下一个PWM周期中生效。

在ADC1转换中,FTM3初始化触发器被禁用

因此,由于缺少init_trig信号,PDB0和PDB1在下一个PWM周期内没有被触发。

关于不同电机控制策略下ADC采样时序的问题,电机控制,算法,电机,ADC

FTM3在PDB1中断服务例程中再次启用FTM3初始化触发器。

关于不同电机控制策略下ADC采样时序的问题,电机控制,算法,电机,ADC

借此来保证每100u进行一次相电流的检测与FOC计算。

最后

关于ADC采样时序的问题还是要根据具体情况具体分析,没有绝对的正确,只有合适不合适。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-612267.html

到了这里,关于关于不同电机控制策略下ADC采样时序的问题的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • STM32基于hal库的adc以DMA的多通道采样以及所遇问题解决

    目录 准备 配置 步骤  总结   正点原子的STM32F103ZET6开发板(精英版) CUBEMX配置软件 KEIL5  右对齐就是正常的数据格式。左对齐除以16后得正常数据。(当输出非常大时考虑是否改了对齐方式,默认都是右对齐)  扫描模式,连续转换模式使能。(多通道下扫描模式自动使能

    2024年02月04日
    浏览(52)
  • 时序分析、时序约束和时序收敛(8)--关于时序路径、时钟悲观度和建立时间/保持时间的一些问题

    目录 写在前面 1、为什么同一条时序路径在报表里的值不一样?

    2024年02月08日
    浏览(49)
  • STM32 ADC采样

    目录 1.基础概念 2.原理:ADC采样过程分为四步:采样、保持、量化、编码。 3.采样定理 4.采样保持放大器(SHA) 5.ADC电压值转换 6.ADC轮询采样 1.基础概念 ADC 全称:Analog-to-Digital Converter,指模拟/数字转换器,就是将模拟信号转换成数字信号 ①模拟信号:是连续变化的,具有电

    2024年02月04日
    浏览(47)
  • 单片机——ADC采样

            ADC是指将模拟信号转换成数字信号的过程。通俗理解ADC采样就是采集电路中的电压,通过数值的方式表现出来。以STM32F103系列为例,它可以反应0~4095,换句话说,它采集的电压数值上表现为0~4095,也就是12位ADC(2^12)。         以STM32F103芯片为例,供电电压是3.3V,

    2024年02月04日
    浏览(52)
  • STM32实现ADC采样

    功能:在单片机上对声音和光强进行采样,通过串口输出其采样值。 工具:实验用到CubeIDE和Cubeprogrammer两个软件,串口调试助手APP,以及STM32L431RCT6单片机。 1、配置使能串口: 2、ctrl+s生成代码。 3、在usart.h中添加头文件。 4、在usart.c中实现printf。  编译代码。可以在main.c文

    2024年02月09日
    浏览(55)
  • STM32ADC同步采样

    本文主要讲解如何实现STM32ADC同步采样。 所需工具: 开发板:STM32F103RCT6 STM32CubeMX IDE: Keil-MDK 同步采样可以让多个ADC同时采集它们各自的输入信号,并且保留它们之间的相位关系,这有助于更有效地捕捉信号的动态变化,特别是对于相位频率分析来说,它具有重要的应用价值。

    2023年04月14日
    浏览(45)
  • STM32L0 ADC使用HAL库关于校准问题的说明

    最近是有一个产品用到了ADC,使用的是STM32L051 芯片,使用 STM32CubeMX 生成的代码,本来以为简简单单,但是在调用 HAL ADC校准函数的时候遇到一个问题有点疑问,度娘一下也没有找到解答,还是经过翻阅了一些资料才得到答案,特此来记录一下。 我是矜辰所致,全网同名,尽

    2024年02月02日
    浏览(52)
  • STM32-ADC过采样实验

    我们之前已经有过一些关于STM32-ADC的笔记和实验代码了,链接如下: 关于ADC的笔记1_Mr_rustylake的博客-CSDN博客 STM32-ADC单通道采集实验_Mr_rustylake的博客-CSDN博客 STM32-单通道ADC采集(DMA读取)实验_Mr_rustylake的博客-CSDN博客 STM32-ADC多通道输入实验_Mr_rustylake的博客-CSDN博客 首先简单

    2024年02月10日
    浏览(41)
  • FPGA的时序分析、约束和收敛(8)----关于时序路径、时钟悲观度和建立时间/保持时间的一些问题

    目录 写在前面 1、为什么同一条时序路径在报表里的值不一样?

    2024年02月12日
    浏览(57)
  • STM32--ADC数值采样/附ADC采集热敏传感器使用

    目录 一丶ADC介绍 二丶ADC工作原理及管脚分布 三丶代码部分详解 (一)库函数介绍 (二)代码部分整合         ADC模块中文名为模拟/数字转换器,是12位逐次逼近型的模拟数字转换器,一般用于数值的采样   可以将引脚上连续变化的模拟电压转换为内存中存储的数字变

    2024年02月03日
    浏览(50)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包