SimpleFOC移植STM32（六）—— 双电机控制和力矩反馈

 
 
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一、说明

    双电机控制，主要是在上一章代码的基础上（SimpleFOC移植STM32（五）—— 电流采样及其变换），把一个电机的控制修改了对两个电机的控制。你的第一感觉会怎么做，把代码复制一遍，一个电机变两个电机，这样代码量就太大了。SimpleFOC的官方代码采用C++编写，定义了类，C语言中的结构体与类相似，通过结构体及其指针的应用，代码同样可以达到高效强悍的效果。

  新建头文件 user.h ，定义电机的结构体，并声明M1,M2。下图

  在 main.c 中调用头文件，下图

  代码结构与单个电机控制没有变化，下图


  编译后的代码稍微比单个电机控制大一点，下图

  本章的工作，主要是从上到下从里到外，逐一修改函数，增加结构体指针，下图

 

二、硬件介绍

2.1、原理图

2.2、准备清单

序号	名称	数量
1	SimpleMotor	1
2	带编码器电机	2
3	USB转串口	1
4	12V电源	1

当前代码支持AS5600、AS5047P、TLE5012B和MA730编码器。
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2.3、接线

 

三、程序演示

3.1、设置参数

部分PID参数设置放在了main函数中，设置其它PID参数请进入PID_init()函数。
 

3.2、编译下载

  可以串口下载或者SWDIO下载；
  如果是串口下载，Boot加上跳线帽，下载完毕后拿掉跳线帽，按复位键重启或者断电重启。
  注意：复位重启只能重启单片机，编码器没有重启，如果I2C接口编码器不能正确读出，请断电重启。SPI接口编码器不受此影响。
 

3.3、根据设置的控制模式操作

  两个电机的参数和控制完全独立，可设置为不同的控制模式，具体操作请看之前的教程，此处不再赘述。
 

四、双电机控制总结

  双电机控制在操作和控制技术上与之前保持一致，主要是结构体及其指针的应用；
  当前代码理论上很容易扩展为三个电机、四个电机或者更多电机的控制，只要单片机有足够资源；
  结构体（structure）再往前一步就是类（class），C和C++的区别主要是编程思维的区别，结构体已经是C语言在单片机编程中的极限了。
 

五、力矩反馈

5.1、原理

  把两个电机的角度差做为力矩模式的目标值，使角度差趋向于0。当一个电机转动时，另一个电机因为角度差而产生力矩跟随转动；同样当一个电机堵转时，另一个电机也会因为角度差趋向于堵转电机的角度。
  代码是比较简单的，在双电机控制调试通过的情况下，只需要加入角度差计算就可以。

力矩反馈要实现以下目标：
1、两个电机一个转动，另一个跟随，停止转动，另一个也停止，能够自稳。
2、拆掉一个电机，只接入任一个电机能够自稳。
 

5.2、硬件连接

  先以相同的两个电机为例

 

5.3、代码调试

  代码简单，但是调试颇费功夫，让我想起了空调行业的一句谚语“三分设备，七分安装”，具体过程原因就不多说了，直接说结果。
  如上图相同的两个电机，首先三相线不能接的一样，要让一个电机为CW另一个CCW，然后根据检测到的方向，调整代码中减数和被减数的位置。

 
 

  同样，不同型号的电机也可以按照上面的方法调试，


调试的结果一定要符合以下两个目标：
1、两个电机一个转动，另一个跟随，停止转动，另一个也停止，能够自稳。
2、拆掉一个电机，只接入任一个电机能够自稳。
 

5.4、实战

 
(完)
 
 
本节源码不再提供免费下载，需购买SimpleMotor。
 
 
请继续阅读相关文章：
SimpleFOC移植STM32（一）—— 简介
SimpleFOC移植STM32（二）—— 开环控制
SimpleFOC移植STM32（三）—— 角度读取
SimpleFOC移植STM32（四）—— 闭环控制
SimpleFOC移植STM32（五）—— 电流采样及其变换