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分分鐘帶你入門無刷電機控制——P-NUCLEO-IHM001套件評測

  • 作者:劉昆磊
  • 來源:21ic
  • [導讀]
  • 電動機作為當今各個領域的動力主要來源,如今全世界大約二分之一的發(fā)電量被電機消耗掉。這樣,它的控制能效至關重要。ST(意法半導體)公司致力于建立高效電機控制生態(tài)系統(tǒng),不僅有適用于電機控制的微處理器MCU、電機驅(qū)動IC,還提供有免費且易于使用的電機控制軟件算法,協(xié)助電機控制工程師快速實現(xiàn)高效的電機矢量控制方案。

2、基于MC WORKBENCH測試

(1)MC WORKBENCH介紹

使用了ST推出的X-CUBE-SPN7軟件包之后,是不是感覺非常簡單?但是有點小遺憾,就是整個都是看程序,參數(shù)配置可能比較麻煩一些。

下面我們來看看ST推出的另外一個非常強大的工具——MC WORKBENCH軟件,該軟件是基于PC的免費軟件,可簡化電機控制固件庫的自定義設置,幫助用戶設置不同的電機。最新算法庫(v4.2)引入一個便利的“Motor Profiler”工具,能夠自動偵測電機參數(shù),自動配置電機控制算法庫,做到了一接觸即可進行微調(diào)(One-Touch Tuning)的方式。

首先在ST官網(wǎng)下載STSW-STM32100,這個是ST推出的Web版本的FOC SDK庫,最新的版本是4.2.0。下載地址:http://www.st.com/web/catalog/tools/FM147/CL1794/SC961/SS1743/LN1734/PF257936

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圖3-12 STSW-STM32100下載

安裝后可以找到“ST Motor Control Workbench”軟件。打開該軟件,出現(xiàn)如下圖所示的界面

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圖3-13 MC WORKBENCH軟件界面

(2)MC WORKBENCH測試

下面我們以工程實例為模板SDK42x-P-NUCLEO-IHM001-MP-LowInductanceMotor-7-PolesPairs,來測試P-NUCLEO-IHM001套件。

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圖3-14 MC WORKBENCH工程樣例

打開工程后,顯示如下界面

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圖3-15 MC WORKBENCH電機配置主界面

之后點擊電機按鈕,打開電機配置界面,勾選Motor Profiler工具,無負載形式,并填入上面的電機基本參數(shù)。

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圖3-16 MC WORKBENCH電機配置窗口

點擊工具欄的輸出配置選項設置按鈕。

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圖3-17 MC WORKBENCH輸出配置按鈕

在彈出的窗口選擇輸出配置文件的路徑為:C:\Program Files (x86)\STMicroelectronics\FOC SDK\STM32 PMSM FOC LIBv4.2\Web\SystemDriveParams

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圖3-18 MC WORKBENCH輸出配置窗口

之后點擊工具欄的生成配置代碼工具。

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圖3-19 MC WORKBENCH生成代碼窗口

之后生成配置文件,并打開Motor Profiler窗口。

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圖3-20 Motor Profiler窗口

在MC WORKBENCH的默認安裝路徑下面找到如下工程,路徑:C:\Program Files (x86)\STMicroelectronics\FOC SDK\STM32 PMSM FOC LIBv4.2\Web\Project\EWARM,我這里使用的是NUCLEO-F302R8核心板,選擇工程STM32F30x_Workspace.eww打開。

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圖3-21 STM32F30x_Workspace工程文件

使用IAR軟件編譯該工程,并編譯下載到NUCLEO-F302R8核心板中。

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圖3-22 STM32F30x_Workspace工程編譯

在Motor Profiler窗口設置NUCLEO-F302R8核心板的虛擬串口和波特率,并點擊連接按鈕。

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圖3-23 Motor Profiler連接P-NUCLEO-IHM001套件

待連接到核心板后,點擊開始按鈕,就開始自動偵測電機參數(shù)。

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圖3-24啟動Motor Profiler按鈕

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圖3-25 Motor Profiler偵測電機參數(shù)

待自動偵測電機完成后,出現(xiàn)如下窗口信息。

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圖3-26 Motor Profiler輸出電機參數(shù)

點擊將結果拷貝到工程按鈕,再次點擊電機圖標,就可以看到電機的完整參數(shù)。是不是很方便?

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圖3-27 完整電機參數(shù)

然后在驅(qū)動管理界面配置系統(tǒng)其他參數(shù),比如啟動參數(shù)等等。

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圖3-28 驅(qū)動管理界面

所有設置完成后,再次點擊生成參數(shù)按鈕,生成最終的系統(tǒng)配置參數(shù)。并在IAR中再次編譯下載到NUCLEO-F302R8核心板中。

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圖3-29 生成配置完成參數(shù)代碼

在MC WORKBENCH軟件上點擊監(jiān)控按鈕。

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圖3-30 MC WORKBENCH軟件中監(jiān)控按鈕

進入監(jiān)控界面

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圖3-31 MC WORKBENCH監(jiān)控界面

可以在監(jiān)控界面啟動、停止電機,修改電機參數(shù),并實時的顯示電機運行狀態(tài)界面。

具體監(jiān)控信息可以參看錄制的演示視頻。


視頻3-2 MC WORKBENCH監(jiān)控電機視頻

經(jīng)過上面的測試,是不是覺的MC WORKBENCH軟件的使用大大簡化電機控制固件庫的自定義設置。特別是最新庫引入的“Motor Profiler”工具,能夠自動偵測電機參數(shù),自動配置電機控制算法庫,方便用戶在不知道電機過多參數(shù)情況下幾步就能完成電機的控制?

四、總結

P-NUCLEO-IHM001開發(fā)套件是ST公司推出的一款針對無刷直流電動機控制入門套件,采用NUCLEO-F302R8作為核心板,板載一顆高性能的STM32F302RB微控制器,基于ARM CotexM4核,帶有DSP和FPU單元,已實現(xiàn)高速的控制功能;X-NUCLEO-IHM07M1擴展板,板載STSPIN L6230電機驅(qū)動器芯片,可提供48V/1.4A驅(qū)動三相無刷直流電機;配備一個低壓三相直流無刷電機作為控制對象;同時ST公司提供梯形(6步)和正弦矢量(FOC)控制算法庫,以及免費的MC WORKBENCH配置工具,可在數(shù)分鐘內(nèi)帶領用戶邁進無刷直流電動機控制的大門!

參考鏈接

STM32 NUCLEO開發(fā)板

STM32 DISCOVERY探索套件

1、P-NUCLEO-IHM001套件資源:http://www.st.com/web/catalog/tools/FM116/CL1620/SC1971/PF262597

2、NUCLEO-F302R8核心板資源:http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF259999

3、X-NUCLEO-IHM07M1擴展板資源:http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF261977

4、BR2804-1700Kv-1無刷電機資源:http://www.jwd-motor.com/product/product26.html

5、X-CUBE-SPN7軟件包資源:http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF262647

6、STM32 PMSM FOC SDK資源:http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257936

 

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