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[参考译文] TMS320F28069M:在 MotorWare 实验 5h 中表现出欠阻尼振荡

Guru**** 2535750 points
Other Parts Discussed in Thread: MOTORWARE, LAUNCHXL-F28069M, BOOSTXL-DRV8305EVM

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/microcontrollers/c2000-microcontrollers-group/c2000/f/c2000-microcontrollers-forum/1552629/tms320f28069m-iq-id-feedback-values-exhibit-under-damped-oscillation-in-motorware-lab-5h

器件型号:TMS320F28069M
Thread 中讨论的其他器件:MOTORWARELAUNCHXL-F28069MBOOSTXL-DRV8305EVM

工具/软件:

你好。
我已经按照 MotorWare 实验 2c 操作、使用 launchxl-f28069m 开发板和 BOOSTXL-DRV8305EVM 逆变器识别 T 电机 MN4004-25 300kV BLDC 电机的参数。 确定的参数如下:

#elif (USER_MOTOR == TMotor_Antigravity_4004_300kv)
#define USER_MOTOR_TYPE MOTOR_Type_Pm
#define USER_MOTOR_NUM_POLE_PAIRS (12)
#define USER_MOTOR_Rr (NULL)
#define USER_MOTOR_Rs (0.26023756)
#define USER_MOTOR_Ls_d (0.000155104024)
#define USER_MOTOR_Ls_q (0.000155104024)
#define USER_MOTOR_RATED_FLUX (0.00989987577)
#define USER_MOTOR_MAGNETIZING_CURRENT (NULL)
#define USER_MOTOR_RES_EST_CURRENT (1.0)
#define USER_MOTOR_IND_EST_CURRENT (-1.0)
#define USER_MOTOR_MAX_CURRENT (4.0)
#define USER_MOTOR_FLUX_EST_FREQ_Hz (120.0)


其他参数 (PWMvsISRtick、ISRvsCTRLtick、CTRLvsCurrentTick) 如下所示:


我已经将这些值与使用相同电机的基准进行了比较、并且它们非常匹配。
我的目标是绕过内部速度 PI 控制器、在扭矩/电流模式下控制此 BLDC 电机。 为此、我使用了 Motorware 实验 4。 我注意到进入 IQ PI 控制器的 Iqfeedback 中有振荡。 我还注意到、对于 IqRef_A >0.3、IqFeedback 永远不会达到 IqRef 的每次单位化值……
我运行了实验 5h 来绘制瞬态响应。 根据我的理解、尽管在本实验中电机在启用速度 PI 控制器的情况下运行、但 Id 响应也可用于调优 Iq 控制器、因为 Iq 和 Id PI 控制器都有 Kp 和 Ki。  
我确认了 KI 值 (R/L) * TI = 0.1677826047
KP 值由固件=0.3877599835 确定  
KP 值由给定公式确定 (L * 2pi * 1/TI * 1/20、其中 TI =电流控制器周期= 10^(–4))= 0.4872736623
在保留这些默认计算得出的 Kp 和 Ki 值的情况下、我将 speedRef 设置为 0.6kRPM、将 Ref_Step 大小设置为–0.5A、得到了以下图表:

KP = 0.2908199876、KI =  0.1677826047:

KP = 0.2181149907、KI =  0.1677826047:

KP = 0.387…… KI = 0.08389127254(默认 KI/2):

KP 0.387... KI = 0.335564971:

此外、I 设置 KI = 0、仅将 KP 调低至(包括 KP = 0)。 我在整个过程中都看到了振荡,例如 KI = 0 , KP = 0.150 :

对于所有这些测试组合、似乎我无法减少这种非常重要的振荡、例如在实验 4 中、当 IqRef (PU) 为 0.0067 时、存在 49%的过冲。 在 Lab 5h 的实验手册中、对于样本电机、很明显、ID(以及 IQ)将达到目标参考值(IqRef > 0.3A 时、Mine 不会出现振荡)、并且相对无振荡(不是 Mine)
如果对如何减少 Id 和 Iq 控制器的欠阻尼响应并达到目标有任何指导意见、我将不胜感激
请注意、电机轴上没有负载(如果此处相关)

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    请尝试增加开关和控制环路频率、并调整速度和电流环路稳压器。 并确保使用 lab02c 正确识别电机参数。

    AN 还会尝试以额定负载测试电机以查看会发生什么情况。

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    您好、感谢您的答复

    我已经确认、lab2c 识别的参数是正确的、因为运行实验几次会得到相同的结果、并且标准偏差很小。 它们还与其他组发现的使用相同 Devkit、逆变器和 BLDC 电机的参数相匹配。

    关于速度控制器、该计划将 BLDC 用作扭矩控制执行器、其中另一个高级控制器提供 IqRef。
    我修改了实验 5h 以完全绕过速度控制器(如实验 4)。 在空载条件下、观察到类似的偏移问题 (IQ < IqRef) 和振荡、

    关于电流控制器、我使用原始帖子中显示的 Kp 和 Ki 值进行了实验、结果相同

    关于开关和控制环路频率 、我将 USER_PWM_FREQ_kHz 增加到 45kHz、将 USER_NUM_PWM_TICKS_PER_ISR_TICK 增加  到 3、将 USER_NUM_CTRL_TICKS_PER_SPEED_TICK 增加 到 15(从 10)、将 USER_NUM_CTRL_TICKS_PER_TRAJ_TICK 增加到 15(从 10)

    未观察到振荡或偏移问题的变化、我随附了图表:
    图 1:无负载、lab5h、mode = 1(Id 中产生阶跃响应)时的新 PWM 和节拍

    图 2:有负载的新 PWM 和节拍(请注意,电机数据表没有额定负载,我只是在转子周围放置一个扎带来模拟一些中等负载)、在实验 5h 模式=1(在 ID 中引起的阶跃响应)

    请注意、对于这些图形、我将实验 5h 代码恢复到默认值、速度控制已建立、但基于我在 lab5h 中对稳定 rpm(本例中为 600RPM)的理解、阶跃响应逻辑在 Id 中引入了一个阶跃、该阶跃也可用于分析 IQ 响应

    感谢您的帮助

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    您可以将实际电流探头与示波器配合使用来检查电流波形、并尝试调整控制器的增益。 或尝试检查其他电机上的算法。

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    您好、很遗憾、我无法访问电流探头。 我想我可以测量来自 BOOSTXL-DRV8305EVM 的 ISENSEA 引脚、这应该是 A 相分流器上的压降并经过放大。 请告诉我、是否有更好的方法来在没有电流探头的情况下采集电流图。
    这是当 IqRef_pu = 0.025(转换为 0.6A IqRef)且负载施加到转子时所示的波形。
    以下是当 IqRef_pu = 0.025(与上面相同)且转子上没有负载时显示的波形:

    备注:  
    当我施加中低负载(转子上的扎带)时、IqRef 和 Iq 收敛。 没有失调电压和明显的振荡。
    我尝试了第二个电机、相同的模型(使用了不同的 USER_J1 参数集)。 结果相同。
    根据我对 instaSPIN 手册的理解、没有真正的空间来调整电流控制器的 Kp 和 Ki。 KP 和 KI 根据电机参数设置了数学值。 话虽如此、我增加并降低了 KP 10%的增量、没有观察到空载行为的差异。

    我计划将这个带有正交编码器的电机用作机械臂的执行器。 我现在的问题是:
    1.这种行为是预期的吗? (IQ 随负载无振荡,在没有负载或低负载的情况下振荡和失调电压)
    2.这会给我的应用程序带来问题吗? (电机由更高级别的控制器使用 IqRef 值直接控制以操作 ARM)
    3.建议?

    感谢您的见解  


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    是的。

    2. 这是否会导致我的应用出现问题? (电机由更高级别的控制器直接控制,使用 IqRef 值来操作 ARM)

    编号

    [quote userid=“607549" url="“ url="~“~/support/microcontrollers/c2000-microcontrollers-group/c2000/f/c2000-microcontrollers-forum/1552629/tms320f28069m-iq-id-feedback-values-exhibit-under-damped-oscillation-in-motorware-lab-5h/5982694 建议?

    如果需要、根据使用电流探头的测量电流波调节控制器的增益。