[参考译文] MCF8316AEVM：PI 环路控制和启停过冲

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Other Parts Discussed in Thread: MCF8316AEVM, MCT8316A, MCF8316A, MCT8316Z

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器件型号：MCF8316AEVM
主题中讨论的其他器件： MCT8316A、 MCF8316A、 MCT8316Z

尊敬的社区：

在 MCF8316AEVM 的调优过程中、我发现当 PI 控制器调整不好时、负载电机以固定的振动频率(约30Hz)振动、主 VM 导线上出现以下可见电流峰值：

如果 PI 设置不是那么令人发指、这种振动行为就会消失。

该频率的来源是什么？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。

如果它来自一个设置寄存器、那么增加这个频率会很有趣、这样 PI 控制器的反应更快、并且更好地适应速度和扭矩。

此外、有时当我启动或停止电机时、它会在主(VM 线)电流上呈现粗糙的8A 过冲：

<=此处是一个开始、然后是停止、电机在两个过冲之间旋转

如何防止这些峰值？

我感觉这些峰值是在我们从开环切换到闭环以及从闭环切换到制动程序时生成的。

手动设置 PI 控制器值时、峰值行为看起来高于 Ki Kp 值为0并自动调整时的行为、则峰值不常出现并受 ILIMIT 电流值的限制。我们可以从何处读取自动调优的 KI KP 值？

提前感谢您。我的电机参数为：24V 直流、最大40.000rpm、1.35R、0.09mH、17mV/Hz (来自 MPET)、 8.2A 堵转电流。

此致、

Julien

2 年多前

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 2482105 points

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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

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 2482105 points

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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

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 2482105 points

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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

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 2482105 points

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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

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 2482105 points

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Marvin、

我明天会回来、

此致、

Vishnu

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 2482105 points

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您好，Vishnu，

谢谢你。我将等待您的回复。

此致、

Marvin

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 2482105 points

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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

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 2482105 points

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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？

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 2482105 points

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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

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 2482105 points

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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

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 2482105 points

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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

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 2482105 points

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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

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 2482105 points

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[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

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 2482105 points

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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

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 2482105 points

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[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

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 2482105 points

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Julien、

让我重复一下。

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

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 2482105 points

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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

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 2482105 points

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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

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 2482105 points

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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。

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。

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。

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。

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

电机驱动器（参考译文帖）

电机驱动器（参考译文帖）(Read Only)

[参考译文] MCF8316AEVM：PI 环路控制和启停过冲