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分分鐘帶你入門無刷電機控制——P-NUCLEO-IHM001套件評測
- [導讀]
- 電動機作為當今各個領域的動力主要來源，如今全世界大約二分之一的發(fā)電量被電機消耗掉。這樣，它的控制能效至關重要。ST(意法半導體)公司致力于建立高效電機控制生態(tài)系統(tǒng)，不僅有適用于電機控制的微處理器MCU、電機驅(qū)動IC，還提供有免費且易于使用的電機控制軟件算法，協(xié)助電機控制工程師快速實現(xiàn)高效的電機矢量控制方案。
2、基于MC WORKBENCH測試
(1)MC WORKBENCH介紹
使用了ST推出的X-CUBE-SPN7軟件包之后，是不是感覺非常簡單?但是有點小遺憾，就是整個都是看程序，參數(shù)配置可能比較麻煩一些。
下面我們來看看ST推出的另外一個非常強大的工具——MC WORKBENCH軟件，該軟件是基于PC的免費軟件，可簡化電機控制固件庫的自定義設置，幫助用戶設置不同的電機。最新算法庫(v4.2)引入一個便利的“Motor Profiler”工具，能夠自動偵測電機參數(shù)，自動配置電機控制算法庫，做到了一接觸即可進行微調(diào)(One-Touch Tuning)的方式。
首先在ST官網(wǎng)下載STSW-STM32100，這個是ST推出的Web版本的FOC SDK庫，最新的版本是4.2.0。下載地址：http://www.st.com/web/catalog/tools/FM147/CL1794/SC961/SS1743/LN1734/PF257936
圖3-12 STSW-STM32100下載
安裝后可以找到“ST Motor Control Workbench”軟件。打開該軟件，出現(xiàn)如下圖所示的界面
圖3-13 MC WORKBENCH軟件界面
(2)MC WORKBENCH測試
下面我們以工程實例為模板SDK42x-P-NUCLEO-IHM001-MP-LowInductanceMotor-7-PolesPairs，來測試P-NUCLEO-IHM001套件。
圖3-14 MC WORKBENCH工程樣例
打開工程后，顯示如下界面
圖3-15 MC WORKBENCH電機配置主界面
之后點擊電機按鈕，打開電機配置界面，勾選Motor Profiler工具，無負載形式，并填入上面的電機基本參數(shù)。
圖3-16 MC WORKBENCH電機配置窗口
點擊工具欄的輸出配置選項設置按鈕。
圖3-17 MC WORKBENCH輸出配置按鈕
在彈出的窗口選擇輸出配置文件的路徑為：C:\Program Files (x86)\STMicroelectronics\FOC SDK\STM32 PMSM FOC LIBv4.2\Web\SystemDriveParams
圖3-18 MC WORKBENCH輸出配置窗口
之后點擊工具欄的生成配置代碼工具。
圖3-19 MC WORKBENCH生成代碼窗口
之后生成配置文件，并打開Motor Profiler窗口。
圖3-20 Motor Profiler窗口
在MC WORKBENCH的默認安裝路徑下面找到如下工程，路徑：C:\Program Files (x86)\STMicroelectronics\FOC SDK\STM32 PMSM FOC LIBv4.2\Web\Project\EWARM，我這里使用的是NUCLEO-F302R8核心板，選擇工程STM32F30x_Workspace.eww打開。
圖3-21 STM32F30x_Workspace工程文件
使用IAR軟件編譯該工程，并編譯下載到NUCLEO-F302R8核心板中。
圖3-22 STM32F30x_Workspace工程編譯
在Motor Profiler窗口設置NUCLEO-F302R8核心板的虛擬串口和波特率，并點擊連接按鈕。
圖3-23 Motor Profiler連接P-NUCLEO-IHM001套件
待連接到核心板后，點擊開始按鈕，就開始自動偵測電機參數(shù)。
圖3-24啟動Motor Profiler按鈕
圖3-25 Motor Profiler偵測電機參數(shù)
待自動偵測電機完成后，出現(xiàn)如下窗口信息。
圖3-26 Motor Profiler輸出電機參數(shù)
點擊將結果拷貝到工程按鈕，再次點擊電機圖標，就可以看到電機的完整參數(shù)。是不是很方便?
圖3-27 完整電機參數(shù)
然后在驅(qū)動管理界面配置系統(tǒng)其他參數(shù)，比如啟動參數(shù)等等。
圖3-28 驅(qū)動管理界面
所有設置完成后，再次點擊生成參數(shù)按鈕，生成最終的系統(tǒng)配置參數(shù)。并在IAR中再次編譯下載到NUCLEO-F302R8核心板中。
圖3-29 生成配置完成參數(shù)代碼
在MC WORKBENCH軟件上點擊監(jiān)控按鈕。
圖3-30 MC WORKBENCH軟件中監(jiān)控按鈕
進入監(jiān)控界面
圖3-31 MC WORKBENCH監(jiān)控界面
可以在監(jiān)控界面啟動、停止電機，修改電機參數(shù)，并實時的顯示電機運行狀態(tài)界面。
具體監(jiān)控信息可以參看錄制的演示視頻。
視頻3-2 MC WORKBENCH監(jiān)控電機視頻
經(jīng)過上面的測試，是不是覺的MC WORKBENCH軟件的使用大大簡化電機控制固件庫的自定義設置。特別是最新庫引入的“Motor Profiler”工具，能夠自動偵測電機參數(shù)，自動配置電機控制算法庫，方便用戶在不知道電機過多參數(shù)情況下幾步就能完成電機的控制?
四、總結
P-NUCLEO-IHM001開發(fā)套件是ST公司推出的一款針對無刷直流電動機控制入門套件，采用NUCLEO-F302R8作為核心板，板載一顆高性能的STM32F302RB微控制器，基于ARM CotexM4核，帶有DSP和FPU單元，已實現(xiàn)高速的控制功能;X-NUCLEO-IHM07M1擴展板，板載STSPIN L6230電機驅(qū)動器芯片，可提供48V/1.4A驅(qū)動三相無刷直流電機;配備一個低壓三相直流無刷電機作為控制對象;同時ST公司提供梯形(6步)和正弦矢量(FOC)控制算法庫，以及免費的MC WORKBENCH配置工具，可在數(shù)分鐘內(nèi)帶領用戶邁進無刷直流電動機控制的大門!
參考鏈接
1、P-NUCLEO-IHM001套件資源：http://www.st.com/web/catalog/tools/FM116/CL1620/SC1971/PF262597
2、NUCLEO-F302R8核心板資源：http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF259999
3、X-NUCLEO-IHM07M1擴展板資源：http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF261977
4、BR2804-1700Kv-1無刷電機資源：http://www.jwd-motor.com/product/product26.html
5、X-CUBE-SPN7軟件包資源：http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF262647
6、STM32 PMSM FOC SDK資源：http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257936
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