【STM32电机培训】 在线学习FOC电机驱动心得

jiuwangbujiu

              对于FOC，从去年开始就想学习，但是因为一些琐事所以耽搁了。当时大概了解了，入门可能都需要个把月，所以其实内心里也有一点望而却步的感觉。所幸这次ST组织FOC电机驱动学习，并且我有幸拿到一套开发板，而且结合ST的持续四五个小时的官方培训，应该可以很快学会FOC。之前自学可能需要为期个把月的事情，现在有几个小时就可以达成，感觉还是挺不错的。

      在这里我先大概普及一下FOC是个啥（针对新手，大佬请飘过）。

      电机从有无电刷上分为有刷和无刷，大多数人刚刚接触电机的时候，会接触到一些简单的小马达，或者做小四轴的时候会用到空心杯。这种电机都属于有刷电机。关于有刷的结构细节可以自行百度，这里主要讲一下有刷的缺点，有刷电机由于在转动的过程中，电刷和换向器之间一直在摩擦，所以会存在磨损，这就导致了有刷电机寿命不会太长，比如小四轴用的720空心杯电机，这种电机的转速大概是45000转/分，这样的转速下，电刷很容易磨损。故小四轴的空心杯在使用不久就会感觉乏力。而无刷电机不是通过换向器换向的，而是通过不断改变励磁电流的大小方向等，使得转子磁铁受力转动。所以这个过程中。在电接触的部分不存在摩擦。我们只需要通过MOS管的通断、驱动信号的大小去控制电流大小和方向，不存在机械摩擦也就导致了不会产生很大的机械能损耗，故不但寿命较有刷长，而且效率也高，另外，一般这种电机可以做的小体积大功率。像电动车、载人平衡车、大四轴、多轴大多就是用的无刷电机或者无刷轮毂电机，瞬时功率可以达到500W甚至更多，能够提供较强的动力。



       无刷电机在驱动的时候，需要时时刻刻知道转子的位置，所以就需要有检测方法。常见的检测有电阻采样，根据采样电流的波形去分析转子所处的位置，也可以采用霍尔传感器的方式，还可以根据反电动势的方法去检测。再拿到转子状态信息之后，往往需要通过两次坐标变换，变为容易计算的量，结合控制指标计算出控制量，然后在进行两次反坐标变换，最终通过生成三相正弦波驱动电机以需要的转速转动、启停。当然，也有部分无刷直流电机不是通过正弦波驱动，而是矩形波驱动。

       那么现在回归到这次的课程，本次ST的电机驱动培训课程我是通过摩尔吧看的，链接：https://www.moore8.com/courses/1633

       下面这张图片是摩尔吧课程详情页里的东西。包括课程大纲、实验平台说明及需要的开发环境下载地址，课程准备的还是挺完善的。
      
      我在课程直播前就下载了课程详情页链接对应的一些资源并提前浏览了一下，这样在直播过程中就更容易理解讲师的讲解过程。

      ST Motor Control Workbench v4.3这个软件做的不错，可以快速帮助我们搭建起一个开发平台并完成自己的功能、进行验证。


      选择这次发放的学习套件，并双击就可以建立工程，然后就可以针对电机参数、电源、控制方式、驱动器等进行设置。

      由于开发板本身自带了ST-LINK v2，而且这个版本的STLINK还自带虚拟串口功能。所以我们只需要使用一根MINI-usb线把开发板和电脑相连，然后就可以进行下载程序、串口调试等勾当了。唯一美中不足的是，ST的DEMO板大多用的是MINI-USB接口，但是这样的线现在真的不多了。。。。。

     板子自带了一个电机驱动例程，所以我们打开套件并上电，连接好MINI-USB之后就可以通过ST Motor Control Workbench v4.3里面的模拟器观察电机的运转状况，已经进行一些控制设置等：


      暂时先写这么多，相当于熟悉一下环境，后续抽时间分享一下代码部分。

liuy5134

写的不错，学习了，谢谢