[参考译文] MCF8316AEVM：PI 环路控制和启停过冲

您好、Julien、

感谢您提供详细信息。 我们建议使用自动调优的速度环路 Kp 和 Ki。  如果您希望手动调节 KP 和 KI、请按照 本应用手册第2.2.2节中提到的步骤操作。  

您能否提供有关您正在使用的终端设备的更多详细信息？ 负载是否动态变化？ 100%转矩时的电机相电流是多少？  

此致、

Vishnu

您好！

[引用 userid="549295" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1192507/mcf8316aevm-pi-loop-control-and-start-stop-overshoots ]hat 是该频率的来源？ 它是 PI 控制器的治疗周期吗？ 即使我更改了任何设置、降低了频率或速度、该值也是固定的。  [/报价]

它被称为增益过高、会导致闭环控制中的振荡或过冲。 在30Hz 振荡时、这不是由 PI 控制中的 I 项引起的、而是由 P 项过高引起的。 降低 P 以避免振荡。  

您的应用是什么-速度或位置控制？

Brian

您好、Vishnu 和 Brian、

该应用适用于钻手工具、需要在转子上施加不同的负载、并在扭矩不断增大的情况下保持恒定速度。

我有另一个问题。   MCT8316A 集成梯形控制是否比 FOC 更适合应用？

谢谢！

此致、

Marvin

您好、Marvin、

[引用 userid="510099" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1192507/mcf8316aevm-pi-loop-control-and-start-stop-overshoots/4498172 #4498172"]

该应用适用于钻手工具、需要在转子上施加不同的负载、并在扭矩不断增大的情况下保持恒定速度。

我有另一个问题。   MCT8316A 集成梯形控制是否比 FOC 更适合应用？

[/报价]

使用 PI 环控制手动钻机速度是合理的。

这里的问题是 PI 控制环路、而不是 BL 的 FOC 或梯形6步换向。

如果这是速度控制、则30Hz 振荡可能是由于 I 项(积分)采样过快导致过冲、则负速度误差导致下冲、反复循环。 从慢速 I 采样和低增益开始、然后缓慢增大、直到实现稳定的速度控制。

您将什么用于电机速度反馈？ 霍尔传感器还是编码器？

Brian

Marvin、

我明天会回来、  

此致、

Vishnu

您好，Vishnu，

谢谢你。 我将等待您的回复。

此致、

Marvin

尊敬的所有人：

非常感谢您的有用建议。

我尝试了2.2.2、我可以测量 Iq = 2.00A、并推导 Iq 基准= 2.20A。 当我切换到闭环时、最大速度为697Hz。 然后、我使用 KP Ki 方程2000/697 = 3 = KP 和 Ki = 0、但这些结果我不满意。 2000 是2A 的理想值吗？ 在设置中、速度环路 KP 限制为2.55、因此该值看起来很奇怪。

在我自己调整的设置下、我 在电机停转之前施加负载、并进行以下 VM 线电流测量：

我需要6000rpm 的转速才能实现不是2A 的性能以及6/7A 的性能、速度环路 KP Ki 调优就足以满足这一要求？

此外、在电机过载停止后(请参阅25% 100% PICS)、没有 GUI 红色故障警报(我禁用了 ILIMIT 锁定故障)、但我的电机不会尝试继续工作、并且保持 在0A 或在不转动转子的情况下以异常2A 电流被阻断。 仅当我更改 I2C 速度命令时、它才会再次打开。 有时、我必须通过手动转动来帮助转子、以便它可以再次开始转动。 我如何在每次电机被阻断时让电机重新启动？

编辑： 如果我启用 LOCK_ILIMIT 至最大值8.0a、则过载后、电机在1秒后停止并重新启动良好(LCK_RETRY)：

但我们可以观察到、与之前没有 ILIMIT 的情况相比、驱动器允许电机上的最大电流/扭矩更小。 如何 在不限制电流的情况下获得最佳性能、并在阻断后进行良好的重新启动(锁定检测/制动速度可能太快)？

EDIT2：即使 LCK_RETRY LOCK_ILIMIT 设置为10次重试尝试、电机也会在开始时单独正常重新启动、但在过载导致某些阻塞后、LOCK_ILIMIT 故障为红色、但在我通过 GUI 清除故障之前不会进行重试处理。 每次重试都不起作用？ 我们能否在 EVM 上手动清除故障？

提前感谢您。

此致、

Julien

[引用 userid="106056" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1192507/mcf8316aevm-pi-loop-control-and-start-stop-overshoots/4498702 #4498702"]您使用什么来获得电机速度反馈？ 霍尔传感器或编码器？[/quot]

尊敬的 Brian、我的电机无传感器。

那么、在 MCF8316和 MCT8316之间、您对我的应用没有偏好建议吗？

您好、Marvin、

MCF8316A 集成了算法、可根据这些参数测量电机电气和机械参数以及自动调优速度和扭矩 KP 和 KI 增益。 我建议您运行电机参数提取工具(MPET)。 您可以在本 应用手册的第2.2.1节中找到更多详细信息。

此致、

Vishnu

您好、Julien、

感谢您在 MD 论坛中发布您的问题。 为了便于跟踪、您能否通过单击此页面右上角的"提出相关问题"在新主题中发布此问题？ 这可以帮助我们更好地跟踪对话。

此致、

Vishnu   

您好、Julien、

[引用 userid="549295" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1192507/mcf8316aevm-pi-loop-control-and-start-stop-overshoots/4499759 #4499759"]

尊敬的 Brian、我的电机无传感器。

那么、在 MCF8316和 MCT8316之间、您对我的应用没有偏好建议吗？

[/报价]

MCF8316用于无传感器电机、仅用于速度控制应用(不像位置控制那样停止和移动)、例如连续运转的风扇、泵。

MCT8316适用于霍尔传感器电机、可用于任何应用、速度或位置控制。

对于可能需要在负载情况下开始运行的钻手工具(钻头卡在木块或金属块中)、MCF8316将无法使用对齐和 IPD 模式初始化电机转子位置、因为电机无法在开环中自由旋转。 对于无传感器电机、钻头必须在无负载的情况下首先开始旋转至命令速度、然后钻头可以插入到负载中。 这听起来不像是一款出色的多功能产品。 因此、我认为正确的选择是将 MCT8316与霍尔传感器电机配合使用、您需要一个 MCU 来闭合 PI 速度环路、其输出单个 PWM 馈送到驱动器 PWM 输入。

Brian

[引用 userid="106056" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1192507/mcf8316aevm-pi-loop-control-and-start-stop-overshoots/4500865 #4500865"]对于无传感器电机、钻头必须首先以指令速度开始旋转、然后钻头可以插入负载中。[/quot]

您好 Brian、  

非常感谢您的所有这些努力。

我知道最好使用霍尔传感器。 但我们希望限制布线并保持无传感器...

关于开环控制、在我们的应用中、我们仅在闭环时应用负载。 我们让电机在启动过程中在 空载情况下旋转、然后才能工作、仅在插入的钻头小负载情况下。 我的设置似乎正常工作、因为从6000到全速、我可以旋转电机、达到6/7A 左右、但具有一些如上所述的粗略 OL CL 重试行为。 是否可以对它们进行修改、或者是否意味着 MCF8316不适合我们的应用？

那么 、如果我想使用 Mcx 在低于6000rpm 的速度下获得更多扭矩、唯一的方法是转到 MCT8316Z 霍尔传感器位置、以实现优于低 BEMF 行为、对吧？ 或者 、MCT8316A 无传感器可帮助我在无负载启动的情况下管理这种情况？

此致、

Julien

[引用 userid="435464" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1192507/mcf8316aevm-pi-loop-control-and-start-stop-overshoots/4500723 #4500723]\n 我建议您运行电机参数提取工具(MPET)。 您可以在本 应用手册的第2.2.1节中找到更多详细信息。

您好，Vishnu，感谢您快速回答问题。

我已经尝试通过 MPET 工具自动调优、但没有更好的性能。 此外、Ki Kp 仍为0值且不更新。 当我设置 Ki 0、1 Kp 0、1时、我已经感受到了最佳性能。

但是、正如 Marvin 所问的、 MCT8316A 集成梯形控制是否比 FOC 在该应用中表现出更好的性能？

此致、

Julien

您好、Julien、

[引用 userid="5495" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1192507/mcf8316aevm-pi-loop-control-and-start-stop-overshoots/4501449 #4501449">关于开环控制、在我们的应用中、我们仅在闭环中应用负载。 我们让电机在启动过程中在 空载情况下旋转、然后才能工作、仅在插入的钻头小负载情况下。 我的设置似乎正常工作、因为从6000到全速、我可以旋转电机、达到6/7A 左右、但具有一些如上所述的粗略 OL CL 重试行为。 是否可以对它们进行修改、或者是否意味着 MCF8316不适合我们的应用？

确保您可以在电机达到高转速时控制何时施加负载、但如果用户将钻头置于木块或金属块中的一半位置、从而使电机处于负载状态、 那么、无传感器电机如何以开环方式启动？ 它将无法在负载下旋转。 对于钻手工具、应满足在负载下启动电机的条件。 因此、我认为在此应用中使用无传感器电机不是正确的选择。  

[引用 userid="5495" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1192507/mcf8316aevm-pi-loop-control-and-start-stop-overshoots/4501449 #4501449">如果 我想使用 Mcx 在6000 rpm 以下的速度上获得更大的扭矩、唯一的方法是转到 MCT8316Z 霍尔传感器位置、以实现优于低 BEMF 行为的效果、对吧？ 或者 、MCT8316A 无传感器可帮助我在无负载启动的情况下进行管理？[/quot]

无传感器电机无法在负载下从零速启动。 您的手钻工具应用要求电机能够在负载下旋转、因此无传感器电机无法工作。

您必须将霍尔传感器电机与 MCT8316Z 配合使用才能实现此应用。

Brian

[引用 userid="549295" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1192507/mcf8316aevm-pi-loop-control-and-start-stop-overshoots/4501594 #4501594"]但正如 Marvin 所说的， MCT8316A 集成梯形控制是否比此应用的 FOC 具有更好的性能？

与梯形6步换向相比、FOC 速度控制将使电机平稳且安静地运行、因为6步进比 FOC 在换向中具有更平滑且更高分辨率的更粗糙步进量化。

但对于手动钻机应用、无传感器电机、无论采用 FOC 还是6步梯形、都不起作用、因为它无法在负载下开始旋转。

Brian

Julien、

让我重复一下。  

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此主题现在有太多对话、其中包含社区无法利用的多个问题、因为这些问题未经验证。 通过 单击此页面右上角的"提出相关问题"、再次请求您启动新主题。

此致、

Vishnu

您好 Brian、

感谢您进行此比较。

[引用 userid="106056" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1192507/mcf8316aevm-pi-loop-control-and-start-stop-overshoots/4502274 #4502274">确保您可以控制电机达到高转速时何时施加负载、但如果用户已将钻头置于木块或金属块的一半位置、因此电机处于负载状态、该怎么办？ 那么、无传感器电机如何以开环方式启动？[/quot]

我知道、这种工作方式在负载下不适用于无传感器。 但实际上、我们的应用不像普通的壁式电极、而是出于医疗目的、正如我提到过的、我们让电机在不施加负载的情况下达到闭环。 如果电机在负载下启动、为了安全起见、应停止电机并在负载释放时重新启动、然后电机可以正确旋转、然后用户可以再次施加 负载。 我们的具体应用是"类似"手动钻机工具、但它不用于钻木或金属。 它适用于用户不会开始加载的特定机密应用。 用户必须在电机启动期间释放负载、并且此启动时间必须尽可能快、以便用户能够快速再次施加负载。

因此、我坚持 尝试 在无负载条件下启动、以便在无传感器模式下在6000rpm 时具有更好的扭矩行为。 6000rpm 后、我的钻孔应用程序中的 EVM 启动并运行良好。 但低于6000rpm 时、它太弱、不稳定、并且不会每次启动。

这是否意味着我选择的40000rpm 电机由于低 BEMF 无传感器控制而无法在6000rpm 下工作？

BEMF 为17mV/Hz (6000rpm = 100Hz = 1、7V？) 从 MPET、我如何根据此 BEMF 参数和 MCF 设置计算出我可以获得稳定速度控制和最佳扭矩的较低速度？

启用自动关闭参数可以限制低速 BEMF 行为吗？ 我从0mV 更改为1500mV、"看起来"会更好一些。

提前感谢您。

此致、

Julien

您好、Julien、

我建议您尝试 MCT8316A (梯形换向)、因为您在寻找更短的启动时间和启动期间的负载。

此致、

Vishnu

您好、Julien、

[引用 userid="5495" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1192507/mcf8316aevm-pi-loop-control-and-start-stop-overshoots/4503349 #4503349">我们的特定应用是"类似"手动钻机工具、但它不用于钻木或金属。 它适用于用户不会开始加载的特定机密应用。 用户必须在电机启动期间释放负载、并且此启动时间必须尽可能快、以便用户能够快速再次施加负载。

这是一个更好的描述、现在我认为您可以使用无传感器电机。 由于您只说了一个钻手工具、我认为这是一个用于木材和金属等的通用工具、在负载条件下启动。

[引用 userid="5495" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1192507/mcf8316aevm-pi-loop-control-and-start-stop-overshoots/4503349 #4503349"]但在6000rpm 时，它太弱、不稳定，并且不会每次启动。

对此我不清楚。 低于6000rpm、显示5000rpm、您说它不是每次都启动？ 为什么它已经以5000rpm 的转速旋转、并且无法启动？ 请更加明确。 您是指在以5000rpm 的转速进行钻孔时施加负载、但它停机吗？ 然后这么说。

[引用 userid="5495" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1192507/mcf8316aevm-pi-loop-control-and-start-stop-overshoots/4503349 #4503349"]是否意味着我选择的40000rpm 电机由于低 BEMF 无传感器控制而无法在6000rpm 下工作？

不可以。如果电机的额定转速为40krpm、这只是指在机械运转之前的最大速度。 您可以检查电机 BEMF 常数 KB 以查看生成的电压/rpm、然后您可以判断其生成的 EMF 在什么 rpm 时满足驱动器过零阈值。 我确信、在启动过程中、此40k rpm 电机能够以低于6000rpm 的转速闭合回路。

[引用 userid="5495" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1192507/mcf8316aevm-pi-loop-control-and-start-stop-overshoots/4503349 #4503349"]BEMF 为17mV/Hz (6000rpm = 100Hz = 1、7V？) [/报价]

那么、KB 是17mv/Hz 是电机额定值吗？ 由于 Hz 是电周期而不是机械速度、因此您需要知道每个电机旋转多少电周期。 电机有6个极对(不是6个磁体、而是6个磁体对)、然后电机旋转一圈有6hz、然后进行数学运算。

[引用 userid="5495" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1192507/mcf8316aevm-pi-loop-control-and-start-stop-overshoots/4503349 #4503349"]但在6000rpm 时，它太弱、不稳定，并且不会每次启动。

我认为您的速度控制环路不好； 可能是因为速度分辨 率反馈极低(与在电机轴上使用外部编码器获取高速分辨率信息相比、驱动器仅具有过零检测电气周期中的电机速度信息、即100条线路编码器将使用正交解码器每转提供400个计数)。 低速反馈分辨率会导致高 Kp 和 Ki 增益的振荡、而高速分辨率即使在较低 Ki 和 Kp 时也能为 PI 环路提供高增益。 它让我感到很臭、因为你写的它不是每次在5000 rpm (但低于6000rpm)下运行时启动。 它已经以5000rpm 运行、为什么说它不启动？？？？

Brian