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[问答] 电机控制之旋变及位置反馈解决方案
2020-5-20 09:33:31  231 电机
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电机控制之旋变及位置反馈解决方案篇
  Q: 有没有无位置传感器的永磁控制的说明?
A:  ti的controlSUITE, motorware中有大量的源码以及一些有针对性的技术文档。同时ti.com上也有很多原理性的技术文档

Q: 我现在用28335做电机驱动,对于保护部分1.过流保护我采集的三相电流还是使用采集的驱动板的总电流? 2.过压欠压保护针对的是哪部分电压呢?
A: 过流保护用相各自的采样信号保护或者用总电流保护都是可以的。区别在于硬件成本,每个单相保护需要三路比较器,或者TZ功能脚,总电流保护只需要一路。过压欠压一般指直流母线电压的过压欠压

Q: 电机如何精准控制转子停止的位置?
A: 精确控制电机停止位置需要用到位置控制相关技术,由于电机转速不同、惯量不同及负载不同,一般精确停止需要轨迹规划的帮助,让电机按照规划的速度、减速度在规定时间和位移下停机,如精度要求很高有些还需要高速运动控制卡控制并进行查补,来补偿实际执行和轨迹规划的差距。
一些精度要求没有那么高的应用,也可以用急停刹车制动的方式将电机快速减速,如三个下管同时闭合(这种方式会产生较大电流,需要验证电机反电势常数是否会导致过流);或者发固定角度直流电流让电机制动,但此种方式容易使电机在固定角度来回摆动几次才能完全停机。

Q:  intaspin只在低端芯片上有,有没有宏出售?高端芯片有没有办法使用?
A: 支持InstaSpin最低款芯片是TMS320F2802x系列。05x系列,06x系列以及TI新款37x,07x及004x系列均支持InstaSpin

Q:  TI有无传感器的位置检测方案吗?
A: 有,TI目前可以提供的无传感电机控制算法为:eSMO, High Frequency injection, 和InstaSpin无传感控制算法,相关资料及开源代码请免费下载controlSUITE和motorware查看

Q:  TI的无传感算法是公开的吗?需要单独授权吗?
A:  TI提供的无传感算法都是免费下载、查看和在TI的芯片上使用的,TI目前可以提供的无传感电机控制算法为:eSMO, High Frequency injection, 和InstaSpin无传感控制算法,相关资料及开源代码请免费下载controlSUITE和motorware查看

Q: 旋转变压器应该需要外接解码芯片吧?
A:  TI 提供旋变的软件解码算法库,不用外界解码芯片,相关代码及资料请免费下载controlSUITE查看

Q: 我现在使用Instaspin方案做一个60A电调采用28069和DRV8305,功率在1200W左右,我现在在采样电阻选择上遇到问题,24V时母线电流能达到60A,这是相电流峰值就要100A以上。目前还没找到这么大的功率的采样电阻(1毫欧的),TI的FAE能否推荐指导采样电阻的设计选型,谢谢
A:  大电流的采样一般会采用非接触式采样,如霍尔传感器。
  
Q: 除了28377,还有什么mcu可用于旋变?
A:  旋变的软解码是以软件库形式提供,在所有TI C2000芯片上都可以使用。

Q: 最大支持同时控制几台电机?
A:  TMS320F2837x芯片最大封装最多可以支持单芯片同时控制四个电机

Q: 使用F28377D芯片(不使用PGA411)可以同时对几个旋变进行控制检测?
A:  旋变是用软件解码方式实现解码,每个旋变解码需要两路AD,一路DA,只要外设端口够用,软件库可以无限调用。

Q:  IDDK这个套件采用什么主控芯片,通信协议的最高频率多少?
A:  IDDK配备的是标准controlCARD插槽,可以根据需要选用C2000系列,37x,07x和004x中任意一款芯片进行控制

Q: 新款C2000的两个C28的核和CLA的两个核工作时是一一对应的吗,还是四个核心是独立异步运行的?
A:  两个C28核和两个CLA,四个核均独立工作,在同时访问相同外设时会有竞争管理机制,CUP内核运行完全独立

Q: 有关于position manager的文档吗?28377上没有找到
A:  position manager相关资料包含在controlSUITE软件中,请先免费下载controlSUITE查看

Q:  ECC是硬件实现的吧?写软件时需要加入ECC校验内容吗?
A:  ECC完全是硬件机制,无需额外软件支持

Q: 内部ADC转换器只有一个,如果有多个resolver, 如何保证每个开关周期都能采完?
A: 2837x系列芯片配备有四个AD采样模块,不再是只有一个AD采样模块了

Q: 在静止的时候,无传感器位置估算可以工作吗?
A:  零速和低速阶段,目前的技术只有高频注入可以在这个速度范围估算转子位置,但一般要求电机具有凸极性,否则该算法无法正常工作。

Q:电机的控制,使用C2000还是FPGA?我们一直在评估,希望老师能够说说C2000的优势,以便于我们的评估和开发
A:  带有TMU(三角函数加速器)的C2000性能,在电机控制算法的计算效率上显著提升,如果与FPGA相比,速度上应该还是FPGA具有优势,但C2000差距不那么大,一些应用中两者速度可以达到一样甚至C2000略快。因为C2000是高性能MCU,算法灵活度和接口上比FPGA丰富,一般的FPGA无法独立作为系统上的独立控制单元,起码的一般FPGA是没有FLASH的,大多会有另外一颗MCU与FPGA配合,这样会在硬件成本上产生压力。如果用C2000作为主控芯片,则只用一颗芯片大多数系统都可以完成。不过还是要具体问题具体分析。

Q: 新出的37x是哪个的升级版,支持pin2pin吗?
A:  37x可以认为是335的升级板,但与335不pin to pin。37x系列芯片与07x芯片pin to pin,所以可以根据需要选择资源更丰富的37x或者是07x。

Q: 双核指的是带一个锁步核吗?
A:  37x系列芯片的双核,完全是独立并开放给客户的双核。没有设计成内部锁步的模式。功能安全相关指标的实现,37x系列没有采用双核锁步的形式,而是用了比较独特的实现方式。相关细节请关注Safe TI网页的相关信息。
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2020-5-20 09:33:31   评论 分享淘帖
25 个讨论
你好,想问一下,2837xD系列的Bootloader同之前的28335系列的完全不同,不知道官网是否有免费软件可以实现Bootloader的功能?
2020-5-20 09:46:26 评论

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AMp88 发表于 2020-5-20 09:46
你好,想问一下,2837xD系列的Bootloader同之前的28335系列的完全不同,不知道官网是否有免费软件可以实现Bootloader的功能?

你好,
TI C2000系列例程软件之前是在controlSUITE上发布。
后面在controlSUITE 之外,又有一个平台发布参考例程及开源代码,C2000ware,免费下载链接如下,在这个软件中可以找到37xD系列的bootload参考例程。
http://www.ti.com/tool/c2000ware

<blockquote class="quote"/>                                                                          TI 程序猿
2020-5-20 09:58:41 评论

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你好,请教一个角度自学习的问题。
FOC算法一般需要上电知道初始角度,TI 现在提供的角度自学习算法有哪几种?
我之前都是电机自带编码器,通过转矩环控制电机运动至电角度为0的位置,记录偏差。这种方法缺点是电机要动一定角度,有没有电机不动的角度自学习方法?
2020-5-20 10:07:53 评论

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60user66 发表于 2020-5-20 10:07
你好,请教一个角度自学习的问题。
FOC算法一般需要上电知道初始角度,TI 现在提供的角度自学习算法有哪几种?
我之前都是电机自带编码器,通过转矩环控制电机运动至电角度为0的位置,记录偏差。这种方法缺点是电机要动一定角度,有没有电机不动的角度自学习方法? ...

TI的无传感算法主要有,InstaSpin BLDC, InstaSpin FOC, eSMO,和高频注入算法。除了高频注入算法其他无传感算法都是利用反电势原理进行角度估算,所以在零速或低速时无法工作,因为此阶段反电势很微弱或者根本没有反电势产生。所以,在零速或低速阶段只能用高频注入方法进行角度估算。
当静止时,也就是零速时已经知道角度位置,就可以直接在零速直接启动,不需要动一个小角度来定位。


<blockquote class="quote"/>                                                                          TI 程序猿
2020-5-20 10:18:30 评论

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lizhongrui 发表于 2020-5-20 10:18
TI的无传感算法主要有,InstaSpin BLDC, InstaSpin FOC, eSMO,和高频注入算法。除了高频注入算法其他无传感算法都是利用反电势原理进行角度估算,所以在零速或低速时无法工作,因为此阶段反电势很微弱或者根本没有反电势产生。所以,在零速或低速阶段只能用高频注入方法进行角度估算。
当静止时,也就是零速时已经知道角度 ...

感谢回答,请问一下,高频注入算法是什么原理呢?  TI有没有这种算法的源码可以参考?
2020-5-20 10:35:50 评论

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60user66 发表于 2020-5-20 10:35
感谢回答,请问一下,高频注入算法是什么原理呢?  TI有没有这种算法的源码可以参考?

原理几句话很难讲清楚,不过你可以网上找一下,高频注入的相关书籍和文章还是不少的。
TI的高频注入算法目前是没有源码公开的,是库的形式,客户可以调用使用。

<blockquote class="quote"/>                                                                          TI 程序猿
2020-5-20 10:54:27 评论

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电机应用中,有时会产生一些干扰,可能会引发工作异常,请问一下在应用时有哪些常用的改善措施?在软件设计上有相应的方法吗?
2020-5-20 11:13:48 评论

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qp_12 发表于 2020-5-20 11:13
电机应用中,有时会产生一些干扰,可能会引发工作异常,请问一下在应用时有哪些常用的改善措施?在软件设计上有相应的方法吗?

电机应用中的干扰,最直接来源一般是电流采样收到干扰,进而影响角度估算和控制输出。
而电流采样的干扰来源又可以分为两大主要来源,由于低压辅助电源纹波引入的干扰,和PWM开关信号引入的干扰。
如果在这个范畴讨论的话,那么就要针对这两个主要原因进行处理。
辅助电源纹波不多赘述,就从电源上进行优化。
PWM开关引入的干扰首先要从PCB走线上优化,再有就是从软件的采样点想办法,但PCB是前提,走线干扰太大采样点的选取可以优化的空间也是有限的。
另外,电流环的闭环控制PI调节器,实质上也是一个低通滤波器,当电流采样信号质量欠佳的时候,可以考虑在性能允许的情况下,缩小电流环带宽,让性能趋于稳定。但这是没有办法的办法,还是要找到干扰源的症结所在,把干扰源减弱或消除才是最佳方式。
希望这些建议能有所帮助。

<blockquote class="quote"/>                                                                          TI 程序猿
2020-5-20 11:29:14 评论

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我在Ti官网上下载了28377 HLQFP (PTP) 176 的 CAD File TMS320F28377D_PTP_176.bxl
同时也下载了Ultra Librarian 软件,但是在Ultra Librarian软件中转换为Altium Designer 库时总是出错,转换出来的库文件总是空的。
同时产生了大量的错误报告,求问这是什么原因?
2020-5-20 11:38:28 评论

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请问有没有基于此方案的结合步进电机的精确控制解决方案,例如核电站那种核岛环形吊的点击控制,谢谢
2020-5-20 11:50:29 评论

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60user77 发表于 2020-5-20 11:38
我在Ti官网上下载了28377 HLQFP (PTP) 176 的 CAD File TMS320F28377D_PTP_176.bxl
同时也下载了Ultra Librarian 软件,但是在Ultra Librarian软件中转换为Altium Designer 库时总是出错,转换出来的库文件总是空的。
同时产生了大量的错误报告,求问这是什么原因? ...

<blockquote class="quote"/> 你好,controlSUITE或者C2000ware中的一些PCB如果是CAD格式的,转成AD确实会有报错,转不成功的问题,我之前也有碰到,已经反馈给美国同事,请他们看一下如何解决。
目前还是需要直接用CAD软件来查看。十分抱歉。
                                                                         TI 程序猿
2020-5-20 12:09:16 评论

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dfgdaf 发表于 2020-5-20 11:50
请问有没有基于此方案的结合步进电机的精确控制解决方案,例如核电站那种核岛环形吊的点击控制,谢谢

<blockquote class="quote"/>  如果问题理解没有出入的话,这对于利用反电势原理实现的无传感控制比较困难,或者说不太可行。
因为利用反电势原理的无传感估算器是估算和跟踪电机转子的反电势,并从估算出的反电势中提取角度信息,对电机进行控制。所以这个前提就是电机需要在能够产生反电势的工况下,估算器才能正常工作。
所以,反电势原理估算器在零速和低速时无法正常工作,因为这个时候,电机没有转或者转速很低,就意味着没有反电势产生,或者反电势很微弱,这时估算器不能够估算出和捕捉到反电势信息和角度信息。
所以,步进的工作情况下,除非是连续走很多步的,也就是让电机能够处于转动的情况下,估算器才能知道角度。
知道角度后就可以根据需要做各种控制,也包括位置控制,或者说定步长控制。但走完一个步长需要停下来,那么角度信息就会丢失。
所以,如果想用无传感办法实现步进的控制,最好利用高频注入这样的算法,其他反电势原理的算法,如果要使用,那么适用的工况会比较有限。
                                                                         TI 程序猿
2020-5-20 12:28:44 评论

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去实现电机的控制,选用C2000还是FPGA?C2000生态圈应该比较好,TI也有较多的积累,FPGA的话,开发难度较大,希望TI的工程师能够指点。
2020-5-20 12:43:18 评论

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在控制电机的时候,垂直距离扭矩不够,增加了减速器,这个电机抱死时除了本身锁死功能外,有没有通过涡轮螺杆来进行抱死的? 另外在做零位限位开关时,内部空间不够,有没有其他检测位置的方法,因为限位开关结构上不适合,钢索绕起来后碰不到;
2020-5-20 13:03:03 评论

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lu90597 发表于 2020-5-20 12:43
去实现电机的控制,选用C2000还是FPGA?C2000生态圈应该比较好,TI也有较多的积累,FPGA的话,开发难度较大,希望TI的工程师能够指点。

<blockquote class="quote"/>  这没有统一的答案,需要根据各自不同的产品和团队情况去评价。
总的来说FPGA由于是硬件的原理,运算速度一般是要比MCU快,但FPGA的主要问题是没有片上FLASH,RAM等存储,没有片上ADC,整体系统设计会比MCU要复杂。
可以强调的是,最新款的TI C2000芯片的运算效率和速度已经基本可以和FPGA一个量级了。
                                                                         TI 程序猿
2020-5-20 13:09:48 评论

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sunrongsheng 发表于 2020-5-20 13:03
在控制电机的时候,垂直距离扭矩不够,增加了减速器,这个电机抱死时除了本身锁死功能外,有没有通过涡轮螺杆来进行抱死的? 另外在做零位限位开关时,内部空间不够,有没有其他检测位置的方法,因为限位开关结构上不适合,钢索绕起来后碰不到; ...

<blockquote class="quote"/>  我们关注的主要是电机驱动算法,机械结构的东西需要您根据自己系统来调教。
                                                                         TI 程序猿
2020-5-20 13:24:36 评论

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lizhongrui 发表于 2020-5-20 10:54
原理几句话很难讲清楚,不过你可以网上找一下,高频注入的相关书籍和文章还是不少的。
TI的高频注入算法目前是没有源码公开的,是库的形式,客户可以调用使用。

你好!
     想请教一下,高频注入法,在2837X里可以使用吗?后缀不是"F"或"M"的也可以?我用的是28377S.
2020-5-20 13:36:07 评论

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xj5548 发表于 2020-5-20 13:36
你好!
     想请教一下,高频注入法,在2837X里可以使用吗?后缀不是&amp;quot;F&amp;quot;或&amp;quot;M&amp;quot;的也可以?我用的是28377S.

<blockquote class="quote"/>                                                                           TI 程序猿
2020-5-20 13:43:50 评论

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lizhongrui 发表于 2020-5-20 10:54
原理几句话很难讲清楚,不过你可以网上找一下,高频注入的相关书籍和文章还是不少的。
TI的高频注入算法目前是没有源码公开的,是库的形式,客户可以调用使用。

上一贴忘了问:
    高频注入法库文件在哪里(在controlSUITE?)说明一下路径吧;有相关的PDF接口介绍吗?电机起动我想用高频注入法确定初始角度。
   前段时间,用TI的SMO在起动后,图形观察好象OK,一旦代入反势观察的角度(300RPM),电机电流就很大;搞了好久都解决不了。
   有一个小要求,能给我留一个你的邮箱地址吗?我的是:dansecarlingtech@163.com
2020-5-20 13:48:56 评论

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