AT32F403_FOC

1.说明

HFOC 直流无刷电机 FOC(磁场定向控制)电调解决方案，采用 FOC 控制，运行平滑，省电高
扭矩，支持扭矩、速度和位置精确控制。
采用软硬件一体集成方案，易于安装和设置。支持有感霍尔输入。
支持 50A 的大电流运行。支持 PWM、DSHOT、霍尔、ADC 油门信号输入。
硬件基于 AT32F403A 处理器，高达 240Mhz 主频，能更高效运行 FOC 算法。
提供 HFOC Configurator 网页在线调参，无需安装方便快捷。
支持 USB

2. 界面介绍
访问 HFOC 调参网页 https://hfoc.neutron-rc.com/
顶端：连接区
左侧：调参控制区
右侧：图表区
下方：告警日志区

3. 调参设置
3.1. 安全提示
调参注意安全，不正确的使用电调将导致电调、电机烧毁，电机运动伤害及起火等危险。
请在安全的环境下测试使用。
请确保电调及电机在有人看管的状态下使用。
运动器件，请确保平台稳定，载荷固定。
调参如遇系统异常请及时按启用/停止按钮（On/Off）。
3.2. 连接电调
通过 usb 连接电调，给电调上电
点击 Connect 按钮
选择虚拟串口(HFOC VCP)进行连接
如果你通过硬件串口线连接了电调串口，也可以选择对应串口
虚拟串口因为速度原因，在调参时如果运行电机可能会稍微卡顿，正常使用时无影响。因为
虚拟串口限制，重启后需要重新连接。另外在 win7 下，重启后需要插拔 USB。
建议可以使用硬件串口连接，以提高调参效果。
3.3. 获取授权
调参控制区点击 Get Code 按钮，自动获取授权。
需要点击保存，否则重启后失效。
注意，DIY 电调才需要获取授权。
点击保存将同时保存所有的参数。
3.4. 初始化设置
设置 Motor Pole Pairs 电机磁极对数
设置 Hall Sensor Pole Pairs 设置霍尔传感器磁极对数（基本上与 Motor PP 相等）
设置 Velocity Limit，最大速度，单位弧度/S。 参考设置为 Kv * 电池 S 数 * 3 * 3.14 * 2 / 60。
可以默认先不改。
Voltage Limit，为电源电压的 sqrt(3)/3 倍，该值会自动设置。
设置电流限制（最大电流），可以默认。
点击 Save Conf 保存。
点击 Reboot 重启。
3.5. 校准位置传感器与电机磁极相位
重启后，电机会自动选择以校准传感器，这时候不应阻挡电机运行。
约 5 秒钟后校准完毕。
校准时电机会运动，如果电机一点都没有发出声音，则应检查电调驱动部分或者电机接线是
否正常。
连接电调，电调启用按钮应该显示已启用
如果显示未启用，则说明电机校准失败，应检查传感器及电机是否正常。
点击 Save Conf 保存校准。
点击 Reboot 重启。
3.6. 测试基本运行
Motion Control 设置为 Torque（扭矩）模式
Torque Mode 设置为 Voltage（电压）模式
该模式下 Target 值就是输出电压，系统运行不收 pid 和电流传感器影响，只要位置传感器和
pwm 驱动正常，就能运行。
控制区设置 Target（目标）滑块最大拖动到 10。
缓慢拖动滑块，这时候电机应该能根据滑块位置运动。
如不能正常运动，请检查传感器及电机。
3.7. 测试电流传感器
Motion Control 设置为 Torque（扭矩）模式
Torque Mode 设置为 Foc current（FOC 电流）模式
图表区选择 Current Q，显示当前电流的 mA 值
拖动 Target 滑块（范围设置为 0-1A），这时候电机运动，图表内显示的电流值应该在一定
范围内变化。
注意：空载情况下，电流值较小，且抖动，属于正常现象。可以测试在堵转的情况下电流。
注意：参数设置后是立即生效，但是重启后失效。保存后重启有效。
3.8. 调整电流 pid
实时调整 Current Q PID 和 Current D PID
Foc current 模式下调整 Target，观察电流情况与输入的响应。
正常情况下 Current Q PID 和 Current D PID 两者可以一致。
调整目的是使得 Current Q 能迅速响应 Target，Current D 能稳定在 0 附近。
且系统不震荡。
3.9. 调整速度 pid
系统模式：
Motion Control 设置为 Velocity（速度）模式
Torque Mode 设置为 Foc current（FOC 电流）模式
速度模式可以应用于快速加减速的场景，比如四轴的电调。
调整目标：
调整速度 PID，使得输入响应迅速，且无震荡发生。
注意：
参数的调整实时生效，但是调参完毕后必须保存，否则重启后失效。
不同以系统的稳定系数不同，所以确保系统负载接近实际负载，否则调参可能不是最优。比
如不带载时，系统参数较高时，容易震荡。而参数较低时，在带载下，响应速度较慢。
提升 P 值，每次提升 50%，直到系统开始轻微震荡。
将 P 值减半。
I 值跟 P 值按比例增加。一般可选 P 值的 20 倍左右。 也可以按 P 值的方式调整。
以下值一般不用调整：
Derivation 响应对外部的速度影响，霍尔输入的速度环建议 D 为 0，因为速度精度不高，会
导致震荡。
FF 前馈输入信号的响应，越大对输入响应越快。
Breaking Level 刹车力度。1 表示全力刹车。0 表示不刹车。
Iterm Relex 用于减少 I 值震荡，但是太大的值会导致响应缓慢，一般情况不用调整。
ITerm Attanuation I 值衰减，较小的值可以提高响应，但是会导致输出无法达到目标值。
3.10.保存配置
调整完成后按 Save Conf 保存配置。
如果配置出错，可以按 Reset Conf 重置配置。重启后生效。 4. 刷写电调
按住电调 DFU 按钮后连接 USB
点击左上角 Flash 按钮，进入刷写界面
点击 Load Firmware，选择对应固件
点击 Flash Firmware，开始刷写，刷写完成后会自动重启
注：也可以在控制区电机 Reboot to DFU 进入 DFU。 5. 信号输入
支持 3 种输入模式
1、PWM 及 dshot 输入，自动识别。
2、ADC 输入 线性霍尔车把手
3、ADC 输入 电位器
模拟输入的情况下，需要校准行程。上电前先将模拟输入调最大，然后上电，启动后等待 8 秒，
然后将输入调最小。等待 1 秒后校准完成。
Input Direction Reversed 参数表示输入方向反向，用于调整电机反向。 6. 模式介绍
采用双环 PID,外环为运动控制环，内环为扭矩控制环
6.1. Motion control 运动控制模式
Torque 不使用外环运动控制环，target 直接控制内环输入
Velocity 使用速度控制，target 输入值用于控制外环速度（弧度/s）
Angle 使用角度控制，角度是 P 控制，角度环的输入会给速度环
Velocity Open 速度开环（只用于测试，注意开环模式电机会持续发热！）
Angle Open 角度开环
6.2. Torque mode 扭矩模式
Voltage 内环采用电压模式，不使用电流传感器
DC Current 内环采用 DC 电流控制模式
FOC Current 内环采用 FOC 电流控制模式
Voltage With D Ctrl 内环 Q 轴电压模式，对 D 轴采用 FOC 控制模式
（电动车这种不需要精准速度控制的情况，可以外环 Torque 模式，内环 Voltage With D Ctrl
模式)

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