[参考译文] C2000WARE-MOTORCONTROL-SDK：跟进-高电流和高速度下的电机控制问题

尊敬的 Tomas：

Unknown 说：

似乎出于某些原因、MotorControl SDK 在高功率/RPM 范围内的行为与 MotorWare 不同、我们需要了解原因

 CPU 速度在新的 MCU 类别中是否有所不同？ 通常、次数(user.h)会导致奇数个问题。 但是、我们发现必须(手动)调整(减小)电感 LD/lq 值、直到达到完整的闭环轨迹速度。 确保电机实际上处于闭环中、而不是开环运行！ 微小的更改 LD/LQ 值可以实现一个新的最高速度、这是一个线索、电感不是运行电机额定空载速度应该是什么。 惯性矩可能会引起另一个问题、如果包含在(user.h)中、则速度 PI (KP/Ki_SPEED)值的变化会很大。 此外、通过 CCS 调试电机识别并运行脚本检查 ADC 电流和电压偏移是否可以接受

定制电路板设计应首先运行 isLAB-04、验证所有信号是否符合 ADC 检测代码(hal.c/h)的预期正确、并且不存在导致过流的交叉通道。 您还可以尝试在较新的 MCU 类别中使用通用电机控制 SDK。   

您好！

感谢您回答 Tomas 的问题(我是他的同事)。 虽然我们过去已经解决了这些步骤、但我们会重新讨论这些步骤、仔细检查并确保所有内容都已正确配置：

• 针对给定的处理器类别正确设置了 CPU 速度和速度节拍。
• 电流和电压偏移正确并与设计值一致。
• 我们使用 LAB04验证了信号、为了进行比较、我们还设置了带 BOOSTXL-DRV8320RS 的开发者套件 LAUNCHXL F280049C。

• 速度环路最初仅在闭环模式下使用、但为了消除任何潜在问题、我们切换到了扭矩控制。

但是、我们仍有几个问题需要澄清：

1. 如果需要比确定值降低电机的电感、为什么在使用 MotorWare 时不会出现这种情况？
2. 参数 USER_EST_FLUX_HF_SF、USER_EST_FREQ_HF_SF 和 USER_EST_BEMF_HF_SF 在速度估算和估算器整体性能方面发挥什么作用？
   • 在测试过程中、我们测量了 两个不同电机([电机1：最大速度~7kRPM、最大功率1kW]和[电机2：最大速度~10krpm、最大功率3kW])的实际(光学探头)和估算 RPM、并注意到这些值之间存在差异。
   • 通过仔细调整这些参数、我们得以在其工作范围内实现电机1的良好对齐。
   • 但是、对于电机2、  实际转速(光学)和估算转速之间的显著差异持续超过特定阈值、如前所述。

存在完全不同的硬件和软件环境。 人们真的不应该期待同样的分析结果,这只是徒劳的科学。

如果我回忆正确的话、这些值中几乎没有几个被用于开环电机识别速度 PI 控制。 EST_FLUX 可以用于低速观测器(开环)、因为您知道在识别 isLAB_05后、值会随机地(闭环)加速到轨迹设定速度。 BEMF_HF 可能适用于 BLDC 电机 FOC 慢速观测器(开环)。   

所以降低了 LD/LQ 值、注意到光学(激光枪)速度检测中有任何变化？ 当电流峰值在 LD/LQ 电感不匹配中变得不稳定时、CCS 调试速度 Hz 值将振荡。 从较旧的电流图的角度来看、较新的通用 MSDK 与较旧的 SDK 处理电流的方式不同。 利用 ADC PPB 加快采样转换、相对于 Park 中的 ld_lq 帧、Clarke / Park 电机电流检测模块的采样转换。 您也许更幸运地实现最高空载速度并获得更好的电机验证电感值。

USER_MOTOR_LS_d_H         3.74998126e-06

USER_MOTOR_LS_q_H         3.74998126e-06

0.00000374998125H 似乎电感值极低、通过定制 PCB 上的 MCU x41c 得出的 IS_LAB05电机识别？  

也许尝试最好的猜测:  0.00000373998125或0.00000364998125 注意任何速度差异,更好或更差。 定制硬件可能不会产生与较旧硬件相同的电感、因此会更难生成。 我们首先测试了 Launch XL x49c (配有 DRV8320和 x49c 内部 PGA 放大器(将 DAC 输出连接到电阻分压器中)、以进行电流检测和 ID 电感与定制 PCB 略有不同、而无需 DAC 辅助 ADC 电流偏移。  

大家好、我不确定我们是否正确理解了对方。 我们已经使用 LAB05对新硬件和 MCSDK 执行了新的识别、现在我们将使用这些电机参数。 这就是为什么我很好奇为什么我们现在应该降低 LQ/LD 的值。 在论坛之前的帖子中、这些"_hf_sf"参数是与电机运行(闭合速度/扭矩环路)相关的、我们还验证了它以这种方式对系统有很大影响(当为  EST_FLUX_HF_SF 时)  如 MCSDK 中所述的默认设置为"1"、故障点从9.5kRPM 移至大约7kRPM)

另外,为了澄清一下,我们能够运行高于9500rpm 的空载电机,它只会在负载时出现高于170Amps 的相电流故障。我们当然可以使用某种程度上降低的 LG/LD 参数进行测试,但我们想先了解原因。

至于电机的最大电流、我们的限制设置为270A。 但从上图可以看出、大约9300RPM 时、相电流为~170A、但在发生故障后、电流上升至>350A。  

jiaxin sun 说：

也许尝试最好的猜测： 0.00000373998125或0.00000364998125  [/报价]

感谢您的建议。 我们将在明天进行尝试、并立即分享结果。  

Unknown 说：

并且还只是为了澄清、我们能够以高于9500rpm 的转速运行空载电机、它只能以高于170A 的相电流加载失败。我们当然可以以某种方式降低 LG/LD 参数进行测试、但我们想先了解原因。

这是该线程中首次提到存在加载条件、因为报告的似乎是空载速度问题。 负载电机在特定速度下可能具有特定的扭矩限制、但我并不是一个强烈的人、Kilowatts 的转换同样匹配真实马力、因为 DOE 轮胎要表达的值是相等的。 您必须查看制造商速度转矩曲线图、以知道您不会在特定速度时使电机过载。 我想说的是、如果电机额定速度为10K RPM、它在空载时应该能够超过该速度几百 RPM 甚至更多。 除非速度环路中有恢复裕度、否则期望 SPMM 在最高速度下处理极端负载是徒劳的。 这意味着当负载电流开始恢复且速度恢复到轨迹速度设置时、在特定或预期的反扭矩负载下大于500-1000 RPM。 这是一种关键的平衡、并且通常在最高速度和扭矩负载之间进行权衡。  

Unknown 说：

它只在加载相电流>170A 时失败。当然,我们可以使用某种方式降低的 LG/LD 参数进行测试,但我们想先了解原因。

该解释中关于预期目标速度是多少以及过流问题发生在什么负载下的细节太少、甚至以 Kilowatts 表示。 在负载电机问题点、直流电源电压看起来是什么样的；它是否下降或具有过大的纹波？ 您是否使用锂电池进行测试、逆变器总线电压如何显示、是否具有电源的示波器捕获？  

Unknown 说：

现在、我们正在努力提高 RPM 的速度、而不是9000左右的某个点。 为避免速度控制器产生影响、我们还尝试了使用 Iq 设定点的扭矩控制模式。 我们还验证了识别过程的输出参数与旧版本几乎相同

上面 是 lab_is07中最初报告的问题(似乎是空载的最高速度问题)。 如果您尝试通过 lab_is05加载电机、这可能会导致一些问题。

Unknown 说：

至于电机的最大电流、我们的限制设为270A。 但从上图可以看出、大约9300RPM 时、相电流为~170A、但在发生故障后、电流上升至>350A。  [报价]

相对于制造商速度扭矩图、您永远不会在最高转速时使电机过载。 检查(labs.c)中设置的 CCMP 故障跳闸点(dacval-H/L)应该会导致 PWM 动作限定器将输出置于远低于350安培的高阻抗或低电平状态。 电机的额定电流和电压是多少？ 通常用于设置过流故障跳闸点、误差裕度低于270A 的最大电流限制。 可能上面提到了注释、旧版 SDK 无法与更新的通用 SDK 代码相同地处理电流。  

您好、Genatco、

我们今天进行了大量测量、结果如下。 首先、我们尝试多次执行识别过程、使用不同的识别电流设置、满量程电流设置(电流放大器调整)、还 使用不同的硬件 (BOOSTXL-DRV8320RS Devkit)。 我们发现、无论参数设置和使用的硬件如何、Ls_q/Ls_d 的识别值都有很大差异。 下面是包含识别结果的表格。

 

Ls 的识别值在2.25 - 5.2e-6范围内变化。 因此、我们测试了该范围中的几个值、并将估算的转速与光学传感器的反馈进行了比较。 我们发现、电感对系统稳定性有非常重大的影响。 尽管光学传感器的估算速度和实际速度仍然不同、但系统没有发生故障、RPM 的最大可实现阈值移动了大约~10krpm。 此 结果是通过使用 Ls 的3.24e-6值实现的、因此它似乎是迄今为止最佳的。  

下面是使用不同 Ls 设置进行速度比较的图形。 高于4的值会导致系统在较低 RPM 时不稳定。

问题1。 我们如何改进识别过程以实现电感的稳定和正确输出值? 当然,我们可以继续通过试错法找到最佳价值,但我们相信,这不是正确的方法。  

问题2： 在电感值表现最佳的情况下(3.24e-6)、速度方面仍然存在偏差。 您是否认为通过找到反映真实系统的确切值可以完全消除这种行为？  

问题3。 我们仍对 HF_SF 参数很好奇。 通过将 BEMF_HF_SF 设置为默认值"1"、即使使用我们的最佳 Ls 值、系统也无法高于8900RPM。 因此、这些参数肯定会对系统产生影响、我们需要了解它们。 没有这些知识就不可能信任该系统。  

好的。  

Tomas  

Unknown 说：

q1. 我们如何改进识别过程以实现电感的稳定和正确输出值? 当然,我们可以通过试错法继续寻找最佳价值,但我们相信这不是正确的方法。[/引述]

切换到通用电机控制 SDK、看起来会产生更准确的 LD/lq 总体结果。 最佳结果似乎来自 x49c MCU (具有 PGA 放大器、DRV8320RS 和 MCU DAC 输出)、这些 MCU 进入电流放大器输入电阻分压器。  

您创建的表中的 RS 值也是可疑的。 也许可以减少状态机等待时间 R/L 和 LD/LQ 等待时间、看看它们是否更稳定。  

Unknown 说：

Q2。 在电感值表现最佳的情况下(3.24e-6)、速度方面仍然存在偏差。 您是否认为通过找到反映真实系统的确切值可以完全消除这种行为[/报价]

哇、这比旧系统报告的电感要高得多。 或许尝试找到具有 PGA 放大器的 x49C Launch XL、似乎至少能为该系统生成非常准确的 LD/LQ fir DRV8320RS。 否则、下载较新的 UMCSDK CCS Resource Explorer、并阅读如何为您的 x41c 转换 MCU 类一节。 我们使用旧版 MCSDK (hal.c/h)对 x49c MCU 修改后的代码进行了转换、因为所有 PWM、GPIO 和 CCMP 均配置为自定义逆变器、而无需使用内部 PGA 放大器。  不知道 DRV8323RS 是否具有内部电流放大器、但我们已剥离了外部 DAC 监控器代码和其他电机驱动器。

Unknown 说：

Q3. 我们仍对 HF_SF 参数很好奇。 通过将 BEMF_HF_SF 设置为默认值"1"、即使使用我们的最佳 Ls 值、系统也无法高于8900RPM。[/QUOT]

该扭矩控制是06空载电机还是负载电机？ 根据有关20世纪电机行为的各种书籍来源、可能需要进行权衡、牺牲 RPM 来换取扭矩。  

[/quote]

[/quote][/quote]

PWM 频率 ：20kHz

ISR 频率：20kHz

电流控制频率 ：20kHz

速度控制频率 ：20kHz  

您可能不得不为低电感电机尝试更高一点的 PWM 开关频率、速度控制频率应远低于电流环路频率。

如果这个库没有添加到您使用的示例实验中、您可以按照以下步骤将库和代码添加到您的项目中。 链接的线程存在类似的问题、您可以看看该线程。

1. 将补丁库(fluxhf_coff.lib 或 fluxhf_eabi.lib )添加到项目中,并将头文件(fluxhf.h )包含在项目的文件(labs.h)中

2.在主文件中的"EST_setFlag_enableRsRecalc (estHandle、motorVars.flagEnableRsRecalc)；"后面添加以下代码。

//设置高频电机的比例因子

 EST_setOneOverFluxGain_sf (estHandle、&userParams、USER_EST_FLUX_HF_SF)；

EST_setFreqLFP_sf (estHandle、&userParams、USER_EST_FREQ_HF_SF)；

EST_setBemf_sf (estHandle、&userParams、USER_EST_BEMF_HF_SF)；

3.在 user.h 中添加下面的宏定义

//！ 用于定义 磁通 估算的比例因子

//！ 默认值为1.0f、在0.1f 和1.25f 之间更改该值

#define USER_EST_FLUX_HF_SF                    (((float32_t)(0.125f))

//！ 简明定义   频率 估算的比例因子

//！ 默认值为1.0f、在0.5f 和1.5f 之间更改值

#define USER_EST_FREQ_HF_SF                    ((float32_t)(1.0f))

//！ Check Alignment of PHs>简明定义   bemf 估计的比例因子

//！ 默认值为1.0f、在0.50f 和1.25f 之间更改该值

#define USER_EST_BEMF_HF_SF                   ((float32_t)(1.0f))

https://e2e.ti.com/support/microcontrollers/c2000-microcontrollers-group/c2000/f/c2000-microcontrollers-forum/921747/tms320f280049c-fast-estimator-questions

jiaxin sun 说：

切换到通用电机控制 SDK

我们已经在这个项目开始时切换到了最新的 MCSDK、这就是这个线程的本质。 为了提供清晰的概述、下面汇总了我们用于代码开发的器件和 SDK：

• 我们的旧定制硬件：
  • MCU：F28069M
  • 软件: Motorware 18.
  • 驱动器：DRV8323RS
• 我们全新的定制硬件：
  • MCU：F280041C
  • 软件：MCSDK 5.0.0.3
  • 驱动器：DRV8323RS
• 您的开发人员套件(LAUNCHXL-F280049C + BOOSTXL-DRV8320RS)：
  • MCU：F280049
  • 软件：MCSDK 5.0.0.3
  • 驱动器：DRV8320RS

目前、我们专注于我们新的定制硬件(MCU：F280041C)并在此硬件上执行所有测试。 我们还将您的开发套件与最新的 MCSDK 配合使用。 这个套件使用内部 PGA、并且这个套件上的 DRV 没有内部放大器。 使用此设置、我们实现了表中所述的识别结果：  

因此、无论我们是在我们的硬件还是 TI 开发套件上进行测量、识别的电感值都会不同。  

jiaxin sun 说：

哇、这比旧系统报告的电感要高得多

旧定制系统中的电感值为3.75e-06。 使用我们的新定制系统、当前识别的值范围介于2.25e-06和5.2e-06之间。 这意味着我们在"旧"值附近的某个位置振荡。 我们将努力对识别参数进行微调、看看是否可以取得更加一致的结果。  非常感谢任何进一步建议、以便实现一致结果(我们将首先继续调整 TI 开发套件)

jiaxin sun 说：

扭矩控制是否为06空载或负载电动机？

是的、这些测试是在加载电机条件下执行的。

Yanming、您好！

感谢大家参加本次对话。 .

抱歉有一个拼写错误。 我们将2kHz 用于速度控制环路。

如前所述、我们正在使用已实现该库的最新 MCSDK 代码。 在代码中、默认情况下、比例因子设置为(0.125 / 1.0 / 0.75)、效果似乎最佳。 但是、简而言之、默认值甚至指定为(1.0/1.0/1.0)！！ 但通过对这些参数的简短评论、"//！ 简短定义磁通估算的比例因子" 无法了解它对系统的影响。 它是否只是将实测量值与此因子相乘？ 它是应用于整个 RPM 范围还是仅应用于某些较高的频率范围？ BEMF_HF_SF 的值0.75是如何实现的？ 如何根据系统的具体参数正确调整它们?

如果不了解这些信息、就不可能信任该系统、因此我们希望您提供一些有关这些信息的澄清信息。

我觉得我们在继续失去这一主题的背景。 请您至少阅读关于这一主题的初始问题。 我们浪费了大量的时间,在一个圆圈中解释相同的。  

此致。
Tomas

您好、Thomas：

意识到调试可能会非常令人沮丧、但这有助于稍微更具体地说明总体目标或目标、而不是仅仅报告显示硬件和软件之间的问题。 正确答案是否定的、x68M MCU 使用了完全不同的扇区驱动 SVM 算法、这与采用 GDSVM 的较新 MCSDK 版本相比、后者具有50%的占空比、产生零相电流。

注意从第一版 v2.01开始、这些年来、旧 MCSDK 已经经历了几个修订版本、这些修订版本尝试调试论坛报告的问题。 然而 MCSDK 几乎已停产、已被具有上述一些重要优势的通用 MCSDK 所取代：ADC 利用 PPB 卸载 RMS 电流功能。  与嵌入式 ROM 相比、UMCSDK FAST 估算器的另一个优点是断言闪存库调用。 因此、TMU 必须存在于 MCU 类中才能使其始终发挥作用。

您是否要研究论坛外的 UMCSDK 项目 HAL、对 x41c MCU 类进行更改？ DRV8323RS 驱动器是通过 REX 选择的项目的一部分。 我们的 HAL 通过升压器接头配置为非板载直流逆变器、并且8323RS 符号控制编译属性保持不变。 修改 HAL 和工程符号属性以匹配所需的功能、为 x41c MCU 修改 GPIO 端口、并将其修补到最新的下载 UMCSDK 中。 HAL 被视为 MCSDK v4.0交叉迁移的 C 函数 UMCSDK。 HAL 对非板载电流传感器具有3xCCMP 和3xPWM 故障跳闸区控制、但3xADC 仅适用于 PPB 电流和 EMF 转换。

您好！

我要附加今天的测量结果、我们  在硬件(F280041C)上执行了测量结果。 我们根据项目切换回速度控制(电机带载) IS07 功能。 目前、我们使用了的最佳估算电机电感值 3.24e-6 H .

该图包括速度和 IQ 电流。 您可以看到估算器的速度估算值有所下降 9200转/分 . 但是、使用光学传感器观察到、电机本身实际上并不会出现这种压降。

好的
David

您好、Genatco、

很抱歉、但现在我了解了改用通用 MCSDK 是什么意思。 我们并没有意识到有这个选项可以移植此类软件并从闪存运行、因此存在很大的差异。 使用弃用的软件对我们来说毫无意义、因此我们一定会立即开始进行移植。  
如果您愿意协助移植到 x41c、并可能在离线过程中回答一些潜在的问题、我们将不胜感激。

谢谢。

此致
Tomas

您好 Thomas：

今天介绍了 HAL 代码使用 SPI A 或 B 为 DRV8323RS_revA 添加清晰度支持。无论您是通过在项目一般属性下添加项目符号来选择的、尽管它似乎是站点1最适合 我们的 DRV8323 HAL。 HAL 支持 x25时钟 div2、其中 div4 x49c、希望 x41c 具有与 x49c 或 x25相同的100MHz SYSCLK。 向您发送了朋友关于论坛外消息文件等的请求。 从上图中可以看出、光学速度与轨迹 Hz 图形速度的观点不同。 我们在(main.c)中添加了补丁 labs.h 全局更新函数调用、尽管 UMCSDK 似乎能产生更准确的调试脚本速度、但 Hz 速度可转换为添加到 Java 脚本中的 krpm 速度。

motorVars.speed_krpm =(motorVars.speed_Hz *(60 / 1000.0/)
userParams.motor_numPolePairs * 1.5))；