# FOC教程

**Repository Path**: xhycode/foc-tutorial

## Basic Information

- **Project Name**: FOC教程
- **Description**: No description available
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: main
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 2
- **Forks**: 244
- **Created**: 2022-05-20
- **Last Updated**: 2023-08-23

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

环境：
使用HAL库编程，
Documents:文档
FOC-407-Demo：自制电路板V1.0.0 双路无刷驱动代码
ODrive:ODrive硬件平台，单路驱动代码

芯片资源使用：
PWM:
使用中央对其模式2，先向上计数再向下计数，只在向上计数时产生溢出中断。
使用PWM模式1,向上计数 CNT<CCR为有效电平，有效电平为高。
ODrive：使能通道4的比较中断，通道4的CCR为通道1 2 3中CCR最大值+1us。1us是为了让AD采样更稳定
FOC-407-Demo：使用溢出中断，再中断执行函数里选择上溢中断
其中FOC-407-Demo代码中使用主从定时器来将两个电机的电流环计算时间分开，互不干扰。

ABZ编码器：
采用ABZ正交增量编码器
每次上电需要做电气角度校准
利用Z轴每圈做一次清零

绝对式编码器：
只在第一次上电和拆卸电机的时候做校准
芯片选择TLE5012B1000

电流采样：
电流采样使用单次扫描采样，DMA+中断
在定时器1通道4中断中触发ADC采样


控制流程：
定时器中断，进行一次ADC采样.
ADC采样完成触发DMA中断,在DMA中完成FOC电流环。

FOC控制流程：（FOC.c）
1.获取BC两相电流，求出A相电流
2.获取当前电气角度。
3.通过Clarke变换和Park变换求出实际电流 IQ和ID
4.通过与目标IQ ID对比和PID计算,得出要输出的UQ UD
5.将UQ UD做Park反变化得出Uα和Uβ
6.将U阿尔法和Uβ送入SVPWM生成模块。

SVPWM控制流程：（Svpwm.c.c）
1.获取Uα和Uβ
2.通过U阿尔法和Uβ计算当前所在扇区
4.使用7段式PWM计算每个矢量的作用时常
5.通过矢量作用时长计算出定时器的高电平时间
6.通过定时器每个高电平时间计算出每个通道的CCR值
7.挑选出CCR最大值送给通道4，准备下一次定时器中断

定时器比较中断：
打开ADC进行一次AD采样

DMA中断：
读取AD数据进行FOC控制

编码器Z轴中断：
校准角度值


文件介绍：
所有文件均放置在User目录下
APP：应用程序总入口，实现初始化流程管理，循环执行管理。
Function：放置功能程序，目前没有实现，如放置T型加减速。
MCUDriver :放置芯片外设代码，如SPI,GPIO,TIM,ADC
Framework：放置代码库，将驱动代码和硬件平台剥离出来。
PeripheralsDriver：放置驱动程序，将硬件平台代码和代码库结合起来，实现具体功能，即（MCUDriver + Framework）
RTT :使用Segger RTT打印调试，也可以稍作修改改为串口打印。

已知BUG
1.双路FOC代码中（FOC-407-Demo）CUBE生成的代码初始化顺序会导致ADC2无法进入DMA中断，因此外设初始化顺序要修改成我代码中的那样。
2.无法通过SPI与DRV8301通讯,看了数据手册也没有调试通过，哪位老哥有经验望分享。
3.没有做刹车处理

声明：
1.受硬件平台影响，代码可能不能直接运行，但可以参考。
2.先调试SVPWM再调试电流采样，再闭环，SVPWM即可实现电机旋转。
3.闭环先调电流环再调速度环
4.电流环先调试ID再调试IQ
6.有疑问的地方欢迎骚扰，有错误的地方欢迎批评。

联系：
QQ：965552797@qq.com


代码编写风格：
我们实现一个功能其实是分为三个步骤
1.配置MCU引脚
2.配置传感器逻辑功能，即让传感器运行起来，或是通讯协议，或是电机控制，或是时间控制。
3.根据传感器的功能做一些小的逻辑应用，或是LED闪烁，或是电机转速控制。
其实我们发现1和3是受硬件平台和我们要实现的功能影响，需要不断修改，但步骤2是不变的，针对一个传感器来说无论你使用什么硬件平台步骤2是不需要变化的，举个例子来说TLE5012B编码器的SPi通讯逻辑是不变的。
因此我们将步骤2抽象出来，针对TLE5012B我们用结构体的方式表示这类传感器，我们假设其有SPI传输函数，SPI读取函数，SPI_CS引脚控制函数，微秒延时函数，有了这些函数之后我们就能使用这个传感器了。
但是现在这些函数都是虚拟的，我们使用这些假函数先把传感器的逻辑写出来，然后我们在去MCU那里把真正的SPI通讯实现了，然后把这些真正的函数地址传给TLE5012B结构体即可。


在单路FOC代码中会给人一种感觉，这样编写比较麻烦，累赘。但是在双路FOC中这样编写的优点就体现出来了。


LEDControl举例说明
我们使用板子习惯会先点亮一个LED，但我们会发现每次开发板点亮一个LED都要重新编写函数，如果在加一些闪烁效果就更恶心，为了不影响主循环的实时性我们甚至要开一个定时器中断，
真是苦不堪言，在本次代码中我们声明一个LED结构体：
struct SLEDControl_Struct {
    uint8_t state;//LED运行状态 0:LED常灭 1:LED常亮 2:闪烁
    uint8_t onoff;//当前LED状态
    float cycle;//闪烁周期(单位ms)
    uint8_t onLeave;//点亮电平
    uint32_t startTime;
    void(*SetLEDLeave)(uint8_t leave);//设置LED引脚电平函数
};

针对LED，我们要知道点亮电平，引脚电平控制，因此我们便在结构体中声明这两个函数，利用虚拟函数完成逻辑功能如：
void SetLEDON(PLEDControl_Struct gLED)
{
    gLED->state = LEDState_ON;
    gLED->SetLEDLeave(gLED->onLeave);
}

然后我们再去实现这个引脚控制函数
void SetLedLeave(uint8_t leave)
{
	HAL_GPIO_WritePin(SYS_LED_GPIO_Port, SYS_LED_Pin, leave);
}

最后通过接口把这个SetLedLeave函数地址传给结构体 
LED_EXPORT(gSysLed,1,SetLedLeave);

#define LED_EXPORT(x,xOnLeave,xSetLEDLeave)   	\
LEDControl_Struct x = {              			\
    .state = LEDState_OFF,                		\
    .onoff = 0,                      			\
    .cycle = 0.0,                    			\
    .onLeave = xOnLeave,             			\
	.startTime = 0,                  			\
    .SetLEDLeave = xSetLEDLeave,     			\
};