隨著能源產(chǎn)業(yè)的日趨環(huán)?；?、科技的日趨智能化，精確與靈活的協(xié)調(diào)控制方式已逐漸成為人們生產(chǎn)生活的必需品。雙電機(jī)有感FOC控制因控制簡(jiǎn)單、閉環(huán)精度高等優(yōu)勢(shì)在電動(dòng)汽車(chē)、地鐵公交牽引電機(jī)、新能源發(fā)電、機(jī)器人控制等工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

中科昊芯順應(yīng)時(shí)代需求，推出的HXS320F28034數(shù)字信號(hào)處理器，含有多套PWM控制、兩路Q(chēng)EP與多路ADC測(cè)量輸入，更加便利于工程師實(shí)現(xiàn)多電機(jī)協(xié)同控制。

本次將基于中科昊芯HXS320F28034芯片和平頭哥半導(dǎo)體有限公司最新發(fā)布的劍池集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（簡(jiǎn)稱(chēng)“CDK”）V2.10.3版本開(kāi)發(fā)雙電機(jī)有感FOC控制系統(tǒng)。用戶可到官網(wǎng)下載CDK的最新版本。

本專(zhuān)題總共分為五期，分別介紹雙電機(jī)有感FOC控制原理、開(kāi)環(huán)SPWM控制、雙閉環(huán)有感控制、FOC有感控制和雙電機(jī)有感FOC控制實(shí)現(xiàn)。本期著重闡述HXS320F28034雙電機(jī)有感FOC系統(tǒng)控制原理。

無(wú)感FOC控制如下圖，指通過(guò)模型預(yù)測(cè)算法獲得電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、位置等參數(shù)，在實(shí)際控制中，常將電機(jī)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化分析，即將復(fù)雜的機(jī)電耦合系統(tǒng)簡(jiǎn)化為線性系統(tǒng)進(jìn)行分析，求得較為簡(jiǎn)便的預(yù)測(cè)與控制算法，但實(shí)際運(yùn)行時(shí)，電機(jī)常會(huì)由于多種非線性擾動(dòng)，使得電阻、電感、磁鏈等參數(shù)隨電機(jī)升溫發(fā)生不確定性變化，從而給模型預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。

有感FOC控制如下圖，指通過(guò)傳感器等測(cè)量手段獲得交流電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，故相比無(wú)感FOC可有效克服電機(jī)模型的依賴性，因而大大提高了閉環(huán)控制精度與動(dòng)態(tài)性能。

下圖為HXS320F28034的雙電機(jī)有感控制原理框圖，系統(tǒng)由HXS320F28034發(fā)出六路PWM波，分別控制兩組獨(dú)立的“驅(qū)動(dòng)芯片+MOSFET”開(kāi)關(guān)管通斷，每組“驅(qū)動(dòng)芯片+MOSFET”分別由三橋臂六路MOSFET開(kāi)關(guān)管組成，從而控制PMSM與BLDC調(diào)節(jié)定子電流與輸出轉(zhuǎn)矩，通過(guò)霍爾電流傳感器可測(cè)量定子電流，分別輸入六路ADC采樣通道，形成電流閉環(huán)；通過(guò)兩電機(jī)內(nèi)置的位置傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)子位置與轉(zhuǎn)速，分別輸入到QEPA與QEPB，形成轉(zhuǎn)速及位置閉環(huán)，從而構(gòu)成三閉環(huán)控制回路，實(shí)現(xiàn)雙電機(jī)有感FOC控制，從而更加靈活地助力于工程師實(shí)現(xiàn)雙電機(jī)有感FOC控制，更加有效克服了傳統(tǒng)無(wú)感算法的模型依賴性。

多電機(jī)獨(dú)立處理器控制方式是指采用多個(gè)獨(dú)立處理器分別控制每個(gè)電機(jī)在同一時(shí)刻完成預(yù)定工作指令，下圖為一套由多個(gè)電機(jī)構(gòu)成的機(jī)械手系統(tǒng)，其需要多個(gè)電機(jī)在同一時(shí)刻完成不同的預(yù)定工作指令，即實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制，常采用通訊方法將不同的指令發(fā)送給多個(gè)處理器，分別由多個(gè)處理器獨(dú)立實(shí)現(xiàn)預(yù)定工作指令，顯然其指令執(zhí)行的效率受限于通訊的傳輸速率。

HXS320F28034單處理器雙電機(jī)控制系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)上相比傳統(tǒng)的多電機(jī)獨(dú)立處理器控制方式，可在一個(gè)處理器內(nèi)同時(shí)發(fā)出雙電機(jī)不同的預(yù)定工作指令，大大減少了硬件與設(shè)計(jì)成本，省去了多個(gè)處理器及處理器間不同指令的通訊傳輸，故可有效克服指令執(zhí)行效率限制，因而不同指令協(xié)調(diào)執(zhí)行的實(shí)時(shí)性較高，能更加方便地助力于工程師實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人等復(fù)雜的多電機(jī)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制、電動(dòng)汽車(chē)、地鐵公交、新能源發(fā)電領(lǐng)域能量回饋/循環(huán)模擬系統(tǒng)搭建。

為更加便利于實(shí)現(xiàn)較優(yōu)的雙電機(jī)有感FOC控制，HXS320F28034單處理器雙電機(jī)控制系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)前需要選擇的軟硬件環(huán)境如下：

CDK下載地址：? ??https://occ.t-head.cn/community/download?id=575997419775328256????????? ?

開(kāi)發(fā)板申請(qǐng)地址：?http://haawking.cn/AioneMotor28034? ? ? ?

仿真器申請(qǐng)地址：?http://haawking.cn/DSP-EMULATOR

本期結(jié)束，敬請(qǐng)期待下一期內(nèi)容。

關(guān)于中科昊芯

“智由芯生 創(chuàng)享未來(lái)”，中科昊芯是數(shù)字信號(hào)處理器專(zhuān)業(yè)供應(yīng)商。作為中國(guó)科學(xué)院科技成果轉(zhuǎn)化企業(yè)，瞄準(zhǔn)國(guó)際前沿芯片設(shè)計(jì)技術(shù)，依托多年積累的雄厚技術(shù)實(shí)力及對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈的理解，以開(kāi)放積極的心態(tài)，基于開(kāi)源指令集架構(gòu)RISC-V，打造多個(gè)系列數(shù)字信號(hào)處理器產(chǎn)品，并構(gòu)建完善的處理器產(chǎn)品生態(tài)系統(tǒng)。產(chǎn)品具有廣闊的市場(chǎng)前景，可廣泛應(yīng)用于數(shù)字信號(hào)處理、工業(yè)控制及電機(jī)驅(qū)動(dòng)、數(shù)字電源、消費(fèi)電子、白色家電等領(lǐng)域。