全开源代码,无感FOC控制风机代码 全开源代码,代码基于国产MCU芯片,大厂成熟风机量产程序,龙博格电机观测器观测角度,SVPWM,支持顺逆风启动,五段式与七段式调制等源码。 国产大部分芯片通用,不是一般代码可比的。 是资料,不是实物!!!包含原理图和程序源代码,程序部分有注释和说明,全开源代码,支持移植到其它的MCU平台。

最近在搞无感FOC风机控制的朋友注意了,发现个硬核开源项目值得扒源码。这玩意儿直接把某大厂量产的电机控制程序脱光了扔GitHub上,国产MCU直接跑,连原理图都给你打包好了。

先说观测器这块,龙伯格观测器写得是真暴力。看这个角度预测函数,直接玩三角函数分解:

void Observer_Update(float Ia, float Ib, float Ualpha, float Ubeta) {
    // 反电动势估算
    emf_alpha = (Ualpha - Rs*Ia) - Ls*(Ia - prev_Ia)/T;
    emf_beta  = (Ubeta - Rs*Ib)  - Ls*(Ib - prev_Ib)/T;
    
    // 锁相环跟踪
    sin_theta = emf_beta / sqrtf(emf_alpha*emf_alpha + emf_beta*emf_beta + 1e-6);
    cos_theta = emf_alpha / sqrtf(emf_alpha*emf_alpha + emf_beta*emf_beta + 1e-6);
    
    // 二阶自适应滤波
    ...
}

这代码最骚的是分母加了1e-6防除零,实测在低速时观测器不崩。注意那个Ls参数处理,直接差分代替微分,比那些上卡尔曼滤波的实在多了。

顺逆风启动才是真功夫,代码里藏着个状态机:

typedef enum {
    START_ALIGN,      // 预定位
    OPEN_LOOP_ACCEL,  // 开环加速
    OBSERVER_SYNC,    // 观测器同步
    CLOSED_LOOP       // 闭环运行
} StartPhase;

重点在OpenLoop阶段,看这速度斜坡生成:

speed_ramp += (target_speed > current_speed) ? ACCEL_STEP : DECEL_STEP;

不管电机初始有没有反向转动,都能用这个双向斜坡硬拉回来。实测从逆风状态切闭环只要0.3秒,比某些商业方案还快。

SVPWM部分实现了模式切换,看这个占空比计算:

void SVPWM_Calc(uint8_t sector, float T0, float T1, float T2) {
    switch(mod_type){
    case MOD_5SEGMENT:
        Ta = (T0 + T1 + T2)/2;
        Tb = Ta + T1;
        Tc = Tb + T2;
        break;
    case MOD_7SEGMENT:
        // 中心对齐模式处理
        ...
    }
}

五段式和七段式的切换就改个宏定义的事,实测切换时电流谐波变化明显。代码里还藏着个波形对称补偿,专治国产MCU死区时间的毛病。

移植起来确实方便,硬件抽象层就几个函数:

// 用户需实现以下接口
void ADC_GetCurrents(float *i_a, float *i_b);
void PWM_SetDuty(uint32_t ch1, uint32_t ch2, uint32_t ch3);

在GD32上实测从STM32移植过去,改个GPIO配置就能跑。代码里那些"//!!TODO"注释明显是工程师留下的移植标记,比文档还实用。

这项目最值钱的是量产级的异常处理。比如这个过流保护:

if(fabs(current_q) > MAX_CURRENT){
    FOC_Enter_Fault();
    while(1){
        PWM_AllOff();
        LED_Blink(3); // 三闪报警
        Watchdog_Feed();
    }
}

看这LED闪烁写法就知道是产线测试时加的,遇到故障直接进死循环防炸机。代码里还埋着个隐藏技能:把ADC采样时机调到PWM中点,这个细节很多论文都不提。

想自己改参数的话,找这个结构体:

Motor_Params motor_cfg = {
    .pole_pairs = 7,
    .rs = 0.68f,
    .ls = 0.0012f,
    .max_current = 5.0f,
    .sensorless_en = 1,
};

改极对数时记得同步改观测器里的滑差补偿参数。代码里用查表法实现的弱磁控制,虽然不如在线计算高级,但在国产芯片上跑着确实流畅。

这个开源项目把风机控制那点门道扒得底裤都不剩,从启动策略到观测器实现全是实战派写法。建议结合原理图里的MOS驱动电路一起看,特别是那个RC吸收电路参数,和代码里的死区时间设置是配套的。下次有人吹某品牌风机方案多牛逼,直接甩这个源码过去——量产级的东西都在这里了,自己烧录去吧。

Logo

DAMO开发者矩阵,由阿里巴巴达摩院和中国互联网协会联合发起,致力于探讨最前沿的技术趋势与应用成果,搭建高质量的交流与分享平台,推动技术创新与产业应用链接,围绕“人工智能与新型计算”构建开放共享的开发者生态。

更多推荐