STM32 Simulink 自动代码生成电机控制——霍尔有感六步方波仿真到开发板运行
目录
前言
方波控制理论
仿真
代码集成到开发板运行
总结
前言
回想以前在学校手写代码实现方波控制，花了不少时间。现在各大MCU厂家都有自己的有感或者无感方波控制的方案。这次尝试用Simulink来完成应用层算法的仿真再到代码生成开发板运行的完整流程。
方波控制理论
1.读取母线电流采样的 AD 值，计算母线电流，或者读取三相电流，计算出母线电流。
2.电流环计算应该给的 PWM 占空比，控制电流为给定电流大小
3. 读取 hall 状态，根据 Hall 状态与三相桥臂开管状态关系数组，得到相应的开管状
态，每次 hall 状态的跳变沿及为三相桥臂状态切换的时间点（也称为换相点）。
4. Hall 相邻状态间的扇区为一个电周期的六分之一，即为 60°，用定时器可记录 60°
扇区所用的时间，从而计算电流频率，从而得到电机转速。
5. 以电流环作为内环，速度环作为外环，电机进行闭环控制，如 Hall 方波控制框
图。
方波只需要根据霍尔信号控制对应的管子导通判断即可，这里不多赘述。这里采用双闭环PI控制电机系统。
仿真
系统仿真建模如下：
左侧是输入信号，包含电机三相电流，霍尔信号，反电动势。中间为生成代码的主要模块，包含双闭环，根据霍尔计算速度，根据反电动势过零计算速度等。右侧模型是电机，包含发波和电机信号的配置输出。模型包含有无感过零检测的控制算法和霍尔方波的控制算法，BEMF这里只是模型实现，还没开始在硬件上验证，这里不做过多说明。
模型控制系统仿真建模如下，霍尔信号可以直接闭环运行，所以没有开环启动的过程。
仿真的目标转速可以跟上，相电流也是标准的方波电流。
代码集成到开发板运行
用的板子还是小开发板。
开发板 STM32F...-淘宝网 (taobao.com)
红框就是Simulink生成的代码，进行集成后得到如下的工程。
上位机通信，相电流和电流环和反馈的总电流如下。由此可见电流环也很好的控住了。
速度，给定转速1000，实际反馈速度也能够收敛。
总结
到此无刷电机霍尔方波的六步换向控制，仿真验证，再到实际硬件上运行的整个流程就完成了。