我調(diào)第一版無(wú)感FOC零速啟動(dòng)的時(shí)候差不多折騰了兩周。高頻注入的波形明明已經(jīng)疊上了解調(diào)出來(lái)的角度也能跟著轉(zhuǎn)子走可是一帶負(fù)載就飄而且飄得很有規(guī)律不是隨機(jī)噪聲那種。后來(lái)對(duì)著示波器和調(diào)試變量一幀一幀查才發(fā)現(xiàn)根子根本不在PLL帶寬而在最基礎(chǔ)的那幾個(gè)頻率關(guān)系上中斷里跑的電流環(huán)頻率、注入信號(hào)的頻率以及Ud/Uq這個(gè)電壓指令里低頻PI輸出和高頻分量之間的比例——我之前全把它們當(dāng)成兩個(gè)孤立參數(shù)在調(diào)。這個(gè)標(biāo)題里列的三樣?xùn)|西Ud/Uq論文里常寫(xiě)成U_d/U_q代碼里對(duì)應(yīng)ud_pi、uq_set之類(lèi)的變量、控制頻率、HFI注入頻率其實(shí)是同一條鏈路。主中斷里電流環(huán)跑多少赫茲決定了你能把注入頻率放在哪個(gè)位置也決定了解調(diào)環(huán)路的時(shí)基落在哪里而Ud/Uq作為電流環(huán)PI的輸出、逆變器端電壓的參考、以及高頻注入信號(hào)的載體把時(shí)域和頻域整個(gè)串在了一起。很多人做無(wú)感FOC卡在低速段不是算法原理哪里不懂而是這三者的關(guān)系一直沒(méi)理順。這篇文章我就把這條鏈路從頭到尾掰開(kāi)講重點(diǎn)是每個(gè)參數(shù)背后的取舍邏輯而不是只給一組能用的數(shù)值。適合正在調(diào)無(wú)感FOC低速啟動(dòng)、或者剛準(zhǔn)備把高頻注入真正算進(jìn)中斷時(shí)序里的工程師參考。看完你大概能回答這幾個(gè)問(wèn)題控制頻率到底是誰(shuí)定的Ud/Uq測(cè)出來(lái)為什么和理論不一樣注入頻率為什么落在PWM頻率的十分之一附近而不是越高越好1. 頻率到底歸誰(shuí)管PWM、采樣、控制中斷綁在同一條時(shí)間線(xiàn)上1.1 主中斷是誰(shuí)觸發(fā)的控制頻率是怎么定下來(lái)的先破除一個(gè)最常見(jiàn)的誤解控制頻率不是“算法想跑多少跑多少”在絕大多數(shù)單MCU數(shù)字FOC方案里控制頻率、電流環(huán)中斷頻率、PWM載波頻率三者是綁定的。用STM32舉例高級(jí)定時(shí)器TIM1/TIM8產(chǎn)生中心對(duì)齊的對(duì)稱(chēng)PWM載波周期就是PWM周期。定時(shí)器在下溢或溢出時(shí)通過(guò)硬件觸發(fā)ADC采樣ADC轉(zhuǎn)換完成后再觸發(fā)中斷進(jìn)入FOC主循環(huán)。這條鏈?zhǔn)荘WM波形生成 → 觸發(fā)采樣 → ADC轉(zhuǎn)換完成中斷 → 電流環(huán)執(zhí)行 → 更新比較寄存器一個(gè)周期閉環(huán)跑完。所以PWM周期是多少電流環(huán)就跑多少20kHz PWM對(duì)應(yīng)的就是20kHz控制頻率。為什么要綁在一起因?yàn)殡娏鳝h(huán)必須知道“本PWM周期里實(shí)際流過(guò)電機(jī)繞組的電流”才能計(jì)算下一周期的占空比。綁在一起意味著采樣時(shí)刻、計(jì)算時(shí)刻、PWM更新時(shí)刻全部對(duì)齊PI控制器的相位延遲最小。如果讓控制循環(huán)脫離PWM事件、用單獨(dú)一個(gè)定時(shí)器自由跑會(huì)出現(xiàn)一個(gè)不確定的“采樣到更新”的延遲這個(gè)延遲直接進(jìn)電流環(huán)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)電流環(huán)帶寬做到一定值以上必然振蕩。我見(jiàn)過(guò)一個(gè)項(xiàng)目為了省事把FOC主循環(huán)放在主程序while里跑結(jié)果電流環(huán)帶寬連額定的一半都扛不住就是吃了這個(gè)虧。1.2 采樣時(shí)刻為什么必須“卡”在PWM周期中心電流采樣的時(shí)刻選擇非常講究理論上是為了避開(kāi)三件事死區(qū)、開(kāi)關(guān)噪聲、以及占空比極端時(shí)采樣窗口不夠的問(wèn)題。對(duì)稱(chēng)PWM在下橋臂導(dǎo)通中點(diǎn)附近逆變器輸出正好等于三相平均電平相電流的di/dt相對(duì)平穩(wěn)ADC采出來(lái)的樣本最有代表性。這就是為什么STM32的ADC注入觸發(fā)要配置在定時(shí)器周期中點(diǎn)的原因。一個(gè)有信息量的經(jīng)驗(yàn)采樣點(diǎn)一旦抖動(dòng)電流噪聲會(huì)直接進(jìn)PI最后體現(xiàn)在Ud/Uq指令上就是高頻毛刺。你可以做一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)——把ADC采樣由軟件觸發(fā)改成硬件觸發(fā)其他代碼不變觀(guān)察ud_pi變量的波動(dòng)幅度通常會(huì)有立竿見(jiàn)影的改善。這也是為什么我后來(lái)只要看到電流波形“莫名其妙地吵”第一件事先查采樣觸發(fā)配置而不是去調(diào)PI增益。1.3 控制頻率不等于所有環(huán)路的執(zhí)行頻率不少人把“控制頻率”當(dāng)成一個(gè)單一概念實(shí)際工程里是要拆開(kāi)問(wèn)的是電流環(huán)頻率是速度環(huán)頻率還是高頻注入解調(diào)環(huán)路的頻率這三者之間往往差一個(gè)數(shù)量級(jí)。電流環(huán)和PWM綁定一般是10kHz或者20kHz。速度環(huán)沒(méi)必要每50μs跑一次常見(jiàn)做法是給電流環(huán)做整數(shù)分頻比如每20個(gè)PWM周期執(zhí)行一次速度環(huán)算下來(lái)就是1kHz。高頻注入解調(diào)更特殊它的帶寬需求不高但計(jì)算量不小后面我會(huì)專(zhuān)門(mén)講怎么把解調(diào)環(huán)路放到慢速時(shí)基里。所以當(dāng)你和別人討論“FOC控制頻率”的時(shí)候一定要先明確說(shuō)的是哪一級(jí)環(huán)路否則所有參數(shù)討論都是雞同鴨講。2. 分清三份Ud/UqPI指令、逆變器實(shí)際輸出、觀(guān)測(cè)器的“印象”2.1 先分清三份“Ud/Uq”再談波形對(duì)不對(duì)日常調(diào)試中Ud/Uq這個(gè)符號(hào)至少對(duì)應(yīng)三種性質(zhì)完全不同的東西很多人把三者混在一起就產(chǎn)生了“Ud/Uq怎么都不對(duì)”的困惑。第一份是電流環(huán)PI計(jì)算出來(lái)的電壓指令這是控制器唯一直接算出來(lái)的量軟件變量里直接能讀到通常叫ud_pi、uq_pi。第二份是真正出現(xiàn)在電機(jī)端口的電壓對(duì)應(yīng)的dq分量它要經(jīng)過(guò)反Park、SVPWM、死區(qū)、功率管壓降、母線(xiàn)電壓波動(dòng)一系列環(huán)節(jié)和指令值并不相等。第三份是觀(guān)測(cè)器內(nèi)部重構(gòu)出來(lái)的電壓/反電動(dòng)勢(shì)量滑膜觀(guān)測(cè)器和磁鏈估計(jì)器實(shí)際上都在拿第一份值當(dāng)輸入然后估算出轉(zhuǎn)子位置。調(diào)試時(shí)要說(shuō)“Ud/Uq不對(duì)”90%的情況是指第一份和第二份之間產(chǎn)生了偏差而這個(gè)偏差會(huì)引發(fā)連鎖反應(yīng)死區(qū)導(dǎo)致第二份實(shí)際值總比第一份小一點(diǎn)無(wú)感觀(guān)測(cè)器不知道這些開(kāi)關(guān)損耗會(huì)把誤差誤當(dāng)成反電動(dòng)勢(shì)的一部分于是低速下角度就被“拽”偏了。這也是為什么低速無(wú)感FOC對(duì)死區(qū)補(bǔ)償特別敏感。2.2 穩(wěn)態(tài)下Ud/Uq長(zhǎng)什么樣怎么從波形判斷系統(tǒng)狀態(tài)假設(shè)表貼式PMSM且采用id0控制穩(wěn)態(tài)下的d軸電壓指令大致等于電阻壓降加上一個(gè)與轉(zhuǎn)速成正比的交叉耦合項(xiàng)數(shù)值很小q軸電壓則承擔(dān)絕大多數(shù)輸出包括電阻壓降、速度項(xiàng)和反電動(dòng)勢(shì)項(xiàng)。所以在正常帶載運(yùn)行時(shí)Uq比Ud大得明顯負(fù)載加大時(shí)Uq同步變大高速弱磁之后Ud會(huì)更快地往負(fù)方向偏移。這是判斷系統(tǒng)狀態(tài)的一個(gè)很直觀(guān)的窗口。實(shí)操建議不要只盯著電流環(huán)增益看把ud_pi、uq_pi錄進(jìn)虛擬示波器跑一個(gè)完整的加減速和加載流程你會(huì)對(duì)電機(jī)在不同工況下的電壓需求有直觀(guān)認(rèn)識(shí)。我后來(lái)排查過(guò)一臺(tái)電機(jī)高速?lài)[叫的問(wèn)題就是發(fā)現(xiàn)Uq波形在高速段出現(xiàn)明顯的飽和平頂才知道是電壓裕量不足導(dǎo)致的。這種問(wèn)題不看Ud/Uq趨勢(shì)單靠聽(tīng)聲音很難定位。2.3 高頻注入時(shí)Ud/Uq多出來(lái)的是什么零速高頻注入時(shí)我們會(huì)在估計(jì)d軸的電壓指令上疊加一個(gè)高頻余弦電壓后面第三部分詳述。這時(shí)候第一份Ud/Uq的波形就變成低頻PI輸出疊加上高頻余弦載波。第一次看到這個(gè)波形很容易慌因?yàn)樽⑷敕悼赡鼙萈I輸出本身還大示波器上Ud看起來(lái)像失控振蕩。這時(shí)候不要急著懷疑算法先做兩件事一是確認(rèn)該高頻分量的頻率是不是你設(shè)置的注入頻率二是看幅值是否穩(wěn)定。我用軟件FFT看頻域幅度比直接看時(shí)域波形可靠得多。一個(gè)常見(jiàn)誤區(qū)是把示波器低通濾波打開(kāi)把高頻分量濾掉再看“干凈的Ud”這樣會(huì)丟掉關(guān)鍵信息——你正需要確認(rèn)那個(gè)高頻分量確實(shí)送到了電壓指令里。3. 高頻注入的頻率不是拍腦袋定的從電流環(huán)頻率反推注入頻率3.1 為什么零速非要用高頻注入無(wú)感FOC在零速和極低速時(shí)反電動(dòng)勢(shì)幾乎為零滑膜觀(guān)測(cè)器、龍伯格觀(guān)測(cè)器、擴(kuò)展卡爾曼濾波全都沒(méi)信號(hào)可用。這時(shí)候必須換一個(gè)物理量來(lái)利用電機(jī)自身的凸極性。內(nèi)嵌式IPM電機(jī)的d/q軸電感不等表貼式SPM則利用磁路飽和引起的非線(xiàn)性凸極。往電機(jī)里注入一個(gè)電壓信號(hào)電流響應(yīng)里就會(huì)攜帶轉(zhuǎn)子位置信息。高頻注入就是基于這個(gè)思路。具體到工程實(shí)現(xiàn)最常用的是脈振高頻電壓注入法在估計(jì)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d軸上注入一個(gè)高頻余弦電壓然后在q軸電流里解調(diào)出位置誤差信號(hào)。它的信噪比好壞很大程度上取決于注入頻率選得對(duì)不對(duì)。3.2 脈振注入的信號(hào)鏈路簡(jiǎn)述為了講清楚頻率約束先快速過(guò)一遍信號(hào)鏈路。在估計(jì)d軸注入u_dh Vm * cos(2π f_inj t)之后電機(jī)會(huì)在一個(gè)稍偏的位置上被激勵(lì)dq軸的高頻電流響應(yīng)里就帶上了轉(zhuǎn)子位置誤差信息尤其q軸高頻電流的幅值在小誤差角時(shí)近似正比于位置誤差。接下來(lái)用帶通濾波器把q軸電流里的注入頻率分量提取出來(lái)乘以同頻的余弦信號(hào)做同步解調(diào)再過(guò)一個(gè)低通濾波器得到誤差信號(hào)最后進(jìn)PLL或PI修正估計(jì)角度。這套鏈路里帶通濾器、同步解調(diào)、低通濾波器都需要一定的時(shí)間窗去工作數(shù)字控制器里它們靠的是離散采樣點(diǎn)。這就決定了注入頻率和電流環(huán)采樣頻率之間必須滿(mǎn)足一個(gè)基本關(guān)系。3.3 注入頻率選擇的核心約束最重要的約束每個(gè)注入周期至少要覆蓋5到10個(gè)電流環(huán)采樣點(diǎn)。20kHz電流環(huán)配1kHz注入一個(gè)周期有20個(gè)采樣點(diǎn)非常從容10kHz電流環(huán)如果還選2kHz一個(gè)周期只剩5個(gè)點(diǎn)數(shù)字解調(diào)的波形分辨率就開(kāi)始惡化。經(jīng)驗(yàn)上注入頻率取PWM/控制頻率的1/10到1/5是常用區(qū)間具體要看MCU負(fù)擔(dān)和硬件濾波。其他的約束還包含注入頻率必須高于速度環(huán)帶寬和觀(guān)測(cè)器閉環(huán)帶寬的3到5倍否則注入信號(hào)和轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)混在一起很難分離。速度環(huán)帶寬30Hz時(shí)注入頻率幾百赫茲以上起步就已經(jīng)合理不要往100Hz以下選。必須避開(kāi)電流采樣調(diào)理電路上RC低通的截止頻率。如果前置低通截止在1.6kHz注入頻率選2kHz高頻電流響應(yīng)會(huì)被硬件衰減掉一截解調(diào)信噪比驟然變差。避開(kāi)功率級(jí)LC諧振點(diǎn)比如母線(xiàn)電容和電機(jī)繞組電感構(gòu)成的諧振頻率。這條很多人忽略實(shí)際影響可能很大。實(shí)在拿不準(zhǔn)的時(shí)候做一個(gè)“注入頻率小掃頻”在估計(jì)d軸上用固定幅值注入幾個(gè)不同頻率逐個(gè)記錄q軸高頻電流響應(yīng)幅值選擇響應(yīng)最大且噪聲最小的那個(gè)頻率作為注入頻率。這個(gè)測(cè)試半小時(shí)就能做完比翻手冊(cè)猜參數(shù)靠譜得多。3.4 注入幅值也是要一起算的注入幅值通常給到母線(xiàn)電壓的5%到12%。表貼式SPM因?yàn)橥箻O率小主要靠飽和凸極幅值往往要比IPM給得更大但也不是越大越好幅值太大會(huì)占掉PI輸出的電壓余量同時(shí)帶來(lái)明顯的電機(jī)嘯叫和額外損耗。實(shí)操上我會(huì)先從母線(xiàn)電壓的8%起調(diào)看解調(diào)誤差信號(hào)的信噪比再加減。幅值單位換算容易出錯(cuò)尤其標(biāo)幺化系統(tǒng)里記得先確認(rèn)基準(zhǔn)電壓是多少V再把標(biāo)幺系數(shù)換算回實(shí)際伏特?cái)?shù)。我見(jiàn)過(guò)一個(gè)團(tuán)隊(duì)把0.08當(dāng)成8%直接用結(jié)果實(shí)際注入只有一點(diǎn)點(diǎn)解調(diào)自然做不通。4. 中斷時(shí)序與解調(diào)任務(wù)分工注入電壓加在哪一步PLL環(huán)放誰(shuí)家4.1 FOC主中斷的時(shí)間預(yù)算先算清楚一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的電流環(huán)——ADC讀取、標(biāo)幺、Clarke/Park變換、兩個(gè)電流PI、反Park、SVPWM——在常見(jiàn)MCU上大概要占10到20μs的級(jí)別。20kHz對(duì)應(yīng)50μs一個(gè)周期主中斷占用率已經(jīng)不低。如果還要在這個(gè)中斷里順手完成高頻注入的帶通濾波、解調(diào)乘積、低通濾波和PLL預(yù)算會(huì)非常緊。我的習(xí)慣是先用GPIO翻轉(zhuǎn)法實(shí)測(cè)中斷執(zhí)行時(shí)間進(jìn)中斷置高出中斷置低用示波器看高電平寬度就知道當(dāng)前占用率。然后再?zèng)Q定解調(diào)環(huán)路是留在主中斷里還是拆到慢速時(shí)基。這一步的重要性不亞于算法本身尤其當(dāng)后續(xù)還要疊加滑膜觀(guān)測(cè)器、速度環(huán)、弱磁策略時(shí)預(yù)留時(shí)間裕量是必須的。4.2 解調(diào)環(huán)路的兩種落法全塞主中斷還是放進(jìn)慢速時(shí)基第一種方案是把解調(diào)全部放在主中斷里。好處是每個(gè)PWM周期拿到的dq電流都是最新的解調(diào)延遲最小理論上動(dòng)態(tài)響應(yīng)最好。代價(jià)是計(jì)算量大在低端MCU上很可能超標(biāo)而且代碼里塞進(jìn)大量浮點(diǎn)濾波會(huì)讓整個(gè)中斷變得又長(zhǎng)又脆。第二種方案是主中斷只做“輕活”疊加注入電壓、保留原始dq電流的歷史樣本把帶通濾波、同步解調(diào)、低通濾波、PLL放到一個(gè)較慢時(shí)基的中斷里。比如20kHz主中斷下用LPTIM或SysTick開(kāi)一個(gè)1kHz左右的慢速中斷專(zhuān)門(mén)處理解調(diào)。代價(jià)是解調(diào)鏈路的更新延遲從50μs級(jí)別變成1ms級(jí)別但低速工況下位置環(huán)帶寬本來(lái)就不高這個(gè)延遲完全能接受。我工程上的習(xí)慣先把功能全部放在主中斷里跑通確認(rèn)算法和參數(shù)正確然后再把解調(diào)環(huán)移入慢速時(shí)基移的時(shí)候要保留濾波器歷史狀態(tài)而不是直接清零否則切換瞬間會(huì)出現(xiàn)相位跳變。兩種方案的邊界取決于你的MCU主頻、電流環(huán)代碼優(yōu)化程度以及項(xiàng)目后續(xù)還要疊加多少功能。4.3 注入電壓加在哪一步?jīng)Q定它能不能“活著”到電機(jī)端這個(gè)坑我踩過(guò)一次之后印象很深如果把高頻注入信號(hào)加在電流環(huán)的參考電流上PI控制器會(huì)把它當(dāng)成低頻誤差的干擾去“壓制”高頻分量被積分器吃掉大半最終到達(dá)SVPWM的注入電壓所剩無(wú)幾。正確做法是把注入電壓直接疊加在電流環(huán)PI輸出的ud_pi和uq_pi上然后再進(jìn)行反Park變換。因?yàn)榉碢ark之后雖然換了參考軸但信號(hào)頻率不變注入分量才能原樣進(jìn)入SVPWM最終加到電機(jī)端口。偽代碼大概是這樣的// FOC主中斷PWM周期50us 20kHz void foc_isr(void) { adc_read_and_scale(); // 讀三相電流并標(biāo)幺 clarke_park(); // 電流變換到dq同步坐標(biāo)系 pi_controller_id(); // d軸電流環(huán) pi_controller_iq(); // q軸電流環(huán) // 高頻注入疊加在電壓指令上不是加在電流參考上 u_d_inj ud_pi Vm * cosf(2.0f * PI * f_inj * t_phase); u_q_inj uq_pi; inv_park_and_svpwm(); // 反Park SVPWM更新比較寄存器 t_phase t_step; // 更新注入信號(hào)相位 }另一個(gè)關(guān)鍵時(shí)序細(xì)節(jié)注入相位t_phase的更新必須和PWM周期嚴(yán)格同步否則注入波形會(huì)出現(xiàn)相位漂移解調(diào)出來(lái)的誤差信號(hào)會(huì)帶上低頻抖動(dòng)。最簡(jiǎn)單的方式就是像上面一樣每個(gè)PWM中斷累加固定步長(zhǎng)并且在配置時(shí)保證步長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的頻率精度足夠。4.4 中斷優(yōu)先級(jí)分配與磁極方向判別如果項(xiàng)目里還有通訊中斷、編碼器Z相信號(hào)、網(wǎng)口同步中斷之類(lèi)的東西優(yōu)先級(jí)分配要非常明確電流環(huán)主中斷最高高頻解調(diào)慢速中斷次之通訊這類(lèi)容易丟但延遲不敏感的功能放最低。實(shí)際故障案例里一幀串口數(shù)據(jù)打斷了一次電流環(huán)角度就開(kāi)始抖把優(yōu)先級(jí)調(diào)對(duì)之后同樣的參數(shù)不再發(fā)飄。這個(gè)優(yōu)先級(jí)表應(yīng)該出現(xiàn)在項(xiàng)目設(shè)計(jì)文檔的第一頁(yè)而不是等到出問(wèn)題了再補(bǔ)。最后補(bǔ)一個(gè)高頻注入特有的麻煩脈振高頻注入解調(diào)出的角度在電角度周期內(nèi)存在180度模糊也就是無(wú)法區(qū)分N極和S極。初始位置檢測(cè)時(shí)還需要額外做磁極極性判別常見(jiàn)做法是在估計(jì)d軸再施加正向和反向短時(shí)電壓脈沖比較dq軸電流響應(yīng)中的飽和差異或用注入信號(hào)中的倍頻分量來(lái)判定極性。這一步不做電機(jī)上電啟動(dòng)就可能在反方向上“打嗝”表現(xiàn)為起步瞬間先倒轉(zhuǎn)一小段再恢復(fù)正常。5. 實(shí)測(cè)參數(shù)、三個(gè)典型坑與低速到中速的觀(guān)測(cè)器銜接5.1 一組能直接參考的參數(shù)配置下面是一臺(tái)中等功率低壓表貼式電機(jī)的參考配置供電48V額定功率350W極對(duì)數(shù)4。這套參數(shù)是從實(shí)際項(xiàng)目里整理出來(lái)的可以作為起點(diǎn)但不建議原封不動(dòng)照搬——電機(jī)本體和硬件濾波不同最優(yōu)值一定會(huì)有偏移。參數(shù)推薦值備注PWM/控制頻率20kHz電流環(huán)與PWM綁定中心對(duì)齊HFI注入頻率1kHz約為控制頻率的1/20每周期20個(gè)采樣點(diǎn)注入幅值約5V母線(xiàn)48V的10%左右表貼式按信噪比上調(diào)帶通濾波器中心頻率1kHz帶寬±100~200Hz提取q軸高頻電流解調(diào)低通截止200Hz保留位置跟蹤動(dòng)態(tài)濾除二倍頻分量位置PLL帶寬20~30Hz先低后高觀(guān)察角度噪聲收斂速度環(huán)頻率1kHz電流環(huán)20分頻電流采樣觸發(fā)PWM中心對(duì)齊觸發(fā)ADC硬件觸發(fā)避免軟件偏移5.2 我踩過(guò)的三個(gè)具體坑第一個(gè)坑是注入頻率撞上采樣濾波。我第一次調(diào)一個(gè)10kHz PWM的板子按習(xí)慣把注入頻率設(shè)到2kHz結(jié)果解調(diào)誤差信號(hào)像混了鋸齒的白噪聲。查到最后發(fā)現(xiàn)采樣運(yùn)放前面RC低通的截止頻率大概只有1.5kHz2kHz的高頻電流響應(yīng)被硬件削掉了大半。把RC截止提到3kHz以上同時(shí)把注入降到1kHz信號(hào)一下就干凈了。這件事給我的教訓(xùn)是先看硬件濾波瓶頸再選注入頻率順序不能反。第二個(gè)坑是PLL帶寬拔太高。為了追求“跟手”我把初始位置收斂和啟動(dòng)時(shí)的PLL帶寬調(diào)到80Hz結(jié)果角度噪聲變大帶載時(shí)中頻分量漏進(jìn)位置環(huán)。后來(lái)改成20Hz起步逐臺(tái)往上試找到噪聲和動(dòng)態(tài)需求的交界點(diǎn)。位置環(huán)這種地方不是越快越好要看你前端的解調(diào)信號(hào)質(zhì)量。第三個(gè)坑是解調(diào)濾波代碼留在主中斷里導(dǎo)致時(shí)間超限。那版程序在主中斷里放了浮點(diǎn)帶通加低通中斷執(zhí)行時(shí)間抖動(dòng)變大PWM更新時(shí)刻后移電流采樣也跟著抖動(dòng)電流環(huán)整個(gè)變吵。把解調(diào)挪到1kHz的慢速時(shí)基中斷之后同樣的算法參數(shù)下電流噪聲立刻下來(lái)了。這個(gè)經(jīng)驗(yàn)在低成本MCU上尤其重要。5.3 從HFI過(guò)渡到滑膜觀(guān)測(cè)器時(shí)銜接要平滑啟動(dòng)和極低速用HFI轉(zhuǎn)速起來(lái)之后要切換回滑膜或磁鏈觀(guān)測(cè)器。切換點(diǎn)一般設(shè)在額定轉(zhuǎn)速的5%到10%之間。我的做法是在預(yù)定切換轉(zhuǎn)速之前就開(kāi)始同時(shí)運(yùn)行兩套觀(guān)測(cè)器但只讓HFI參與閉環(huán)等兩者估計(jì)的角度差小于一個(gè)閾值比如5度并持續(xù)幾百毫秒后再做一次平滑交接。交接的細(xì)節(jié)上要把HFI的PLL輸出角度做2π取余滑膜觀(guān)測(cè)器的估計(jì)角度在交接前也初始化到同一值避免切換瞬間的跳變。速度環(huán)這邊給速度指令加一個(gè)斜坡限制避免切換造成的速度擾動(dòng)。很多項(xiàng)目在切換點(diǎn)出現(xiàn)“咯噔”一下的頓挫感基本都是因?yàn)閮蛇吔嵌葲](méi)有提前對(duì)齊直接硬切。這個(gè)提前運(yùn)行、角度對(duì)齊、斜坡過(guò)渡的三步流程比任何花哨的加權(quán)融合都實(shí)用。我個(gè)人后來(lái)每做一個(gè)新平臺(tái)都會(huì)先建一張頻率和時(shí)序?qū)φ毡戆裀WM頻率、采樣時(shí)刻、電流環(huán)中斷、解調(diào)時(shí)基、速度環(huán)分頻數(shù)全部寫(xiě)清楚再動(dòng)手寫(xiě)代碼。那張表花不了幾分鐘但省下來(lái)的調(diào)試時(shí)間通常是幾倍起步。那次“高頻注入角度飄兩周”經(jīng)歷之后這個(gè)習(xí)慣就一直保留下來(lái)了。