FOC开发工具学习

FOC开发工具使用

ST 提供的 FOC 开发套件——“X-CUBE-MCSDK”，来帮助我们生成 FOC 控制代码 。

X-CUBE-MCSDK：ST 推出的电机控制软件开发套件。其中包括永磁同步电机（PMSM）固件库（FOC 控制）以及 STM32 电机控制工作台（用于配置 FOC 固件库参数）。如下：

其中 FOC 驱动库就是 FOC 的核心算法实现，MCWorkbench 为一款 PC 软件，用于配置FOC 固件库参数。

Motor Control Workbench 简介

在 ST 的官网：https://www.st.com 中直接搜索关键词“MC SDK”，如下图 27.3.2.1 所示：

点击进去可以看到：

点击Get Software选择对应的版本下载即可。

参照正点原子中的，可以用X-CUBE-MCSDK-FUL_5.4.4.exe 的安装包，之后只需要一直点击下一步即可。注意安装路径一定不能有中文！！！

安装完成后会在桌面生成 MotorControlWorkbench 5.4.4 和 Motor Profiler 5.4.4 两个软件， 其中 Motor Profiler 5.4.4 是用于自动测量电机参数的软件，不过该软件针对的是使用ST 相关的主板和电机驱动板，这里就不介绍该软件的使用方法。 MotorControl Workbench 5.4.4 才是我们需要的软件，可以使用该软件配置电机驱动板等参数后并生成源代码。 完成了 X-CUBE-MCSDK-FUL 的安装，接着我们还需要安装 STM32CubeMX，因为使用 X-CUBE-MCSDK-FUL 配置完之后，在生成代码时需要使用到 STM32CubeMX。

STM32CubeMX的获取与安装

由于 CubeMX 是运行在 JAVA 环境下的，所以安装 CubeMX 之前需要先安装 JAVA（JAVA8及以上版本）。对于 Java 运行环境，可以到 Java 官网 www.java.com 下载最新的 Java 软件，官 网 下 载 地 址 : https://www.st.com/en/development-525tools/stm32cubemx.html?sc=stm32cubemx，

FOC例程创建

打开 ST Motor Control Workbench 软件，然后点击新建一个电机控制工程，如下

选择应用类型，单/双电机控制以及硬件类型等，如下。

针对不同负载类型的 FOC 可选应用类型，可选通用、泵、压缩机、空调、洗碗机、风扇、无人机，作为示例，我们直接选择通用类型即可。主设计界面如下。

然后根据无刷驱动板输入电源范围设置母线电压，如下

然后修改控制器型号为板载的 STM32F407IG，如下。

接着点击电机参数配置，不同电机参数不同，需根据电机手册的参数填写，正点原子的PMSM/BLDC 电机技术参数如下

传感器设置如下，这里使用的是霍尔传感器，大家可根据自己的电机硬件（传感器类型）选择编码器或者霍尔传感器，勾选对应选项即可。如需使用无感控制，则都不勾选。正点原子的PMSM 电机内置霍尔传感器以及编码器；BLDC 内置霍尔传感器。

以霍尔反馈方式为例，速度反馈使用霍尔传感器采集，则速度传感器设置如下

MOS 管设置，高电平有效，三相驱动配置完全一致，如下

MOS 管最大开关频率和死区时间设置如下。

母线电压检测设置，根据无刷电机驱动板原理图设置如下。

温度传感器及保护设置如下，由于此设置只针对 ST 的温度传感器，所以直接默认设置即可。

电流传感器设置，需根据驱动板的电流采集硬件电路设置对应参数，我们驱动板使用的是 0.02Ω的采样电阻，差分电路的放大倍数为 6 倍，所以设置如下。

右击 Fireware Driver Management 选择驱动设置，设置驱动参数设置如下。

控制模式选择速度模式作为演示，PWM 频率选择 16KHz，左下侧速度环 PID 参数是我们测试过的数据，运转情况良好，为了直接生成即可运行我们就直接输入调试测试过的 PID参数。接着设置电压保护如下。

接下来还要设置过流这一项：

用户接口设置如下。

数字输入输出设置根据开发板连接关系进行选择，以电机接口 1 为例，PWM 使用定时器1，霍尔传感器使用定时器 5，调试串口使用串口 1，使用按键 KEY2 用于启停开发板，相应管脚设置如下。

电流采集模拟接口设置如下。

温度采集模拟接口设置如下。

DAC 设置用于调试时候观测 FOC 数据，例如将电机的电角度、交轴电流通过 DAC 方式输出，这样就可以使用示波器实时观测数据的变化，一般无需使用时直接选择不用即可，如下。

配置完之后，就要检测 IO 分配是否有误，点击选项 ，IO 分配无误后显示 check ok。如下图：

最后就可以保存工程。点击按钮，生成 CubeMX 工程，第一次点击生成，选择编译器平台，后续在该工程下进行的修改只需要更新即可。

注意Firmware Package Version要是显示未安装的话，需要打开stm32cubemx软件去安装即可。

点击上图中的这个选项，然后会弹出来如下图所示，选择对应版本安装即可。

后续开始生成工程：

生成结束后可以打开CubeMX添加自己的设置，由于无刷驱动板默认不输出，因此需要通过CubeMX打开SHUTDOWN引脚，并且配置为输出功能，点击RUNSTM32Cube…打开CubeMX，设置关断引脚，如下。

点击 CLOSE 关闭生成完成窗口，重新回到 MCWorkbench，点击 按钮，生成工程，由于工程文件已经存在，为了避免覆盖用户配置，直接点击 UPDATE 更新即可。更新完成后关闭窗口，打开前面保存项目路径的文件夹找到 MDK 工程并打开，可直接编译并将程序下载进开发板。

然后选择对应的串口连接，然后就可以在该界面控制电机的速度。