BLDC开发笔记4.转速的计算

2023-10-29 23:40:22

转速公式

转速的计算我现在是通过一定时间内，霍尔信号的边沿数量来计算的。这里每隔50ms在滴答定时器中断服务函数里面计算一次。霍尔信号每变化一次，就产生一次霍尔触发中断。因为我的电机是2对极，所以在一圈内有12个霍尔状态，即电机转动一圈会触发12次中断。假设在50ms内，霍尔触发了 n 次中断，我们可以得到转速 x 的公式：

50ms内，

\[x=n/12 （rpms） \]

则1ms内

\[x=n/12/50 （rpms） \]

1s内

\[x=（n/12/50）*1000 （rps） \]

1min内

\[x=（n/12/50）*1000*60=100n （rpm） \]

根据这个式子就能计算出转速。

电机参数初始化

在头文件中声明电机参数结构体

typedef struct
{
	int16_t MOTOR_POLE_NUM;    //电机极对数
    int16_t Speed_OPEN_LOOP;   //开环电机转速
	int16_t step_counter;      //霍尔传感器脉冲数量，用于计算转速
	uint32_t HallSpanTime;     //霍尔两次状态之间时间
	uint8_t HallGet; 		   // 是否是hall触发中断
	int32_t SpeedBck;          //速度反馈值
}MOTOR_DEVICE;

宏定义

#define BLDC_POLE_NUM 2

对电机参数初始化

MOTOR_DEVICE bldc_dev;         //电机参数结构体
void Motor_Init(void)
{
    bldc_dev.MOTOR_POLE_NUM=BLDC_POLE_NUM;  //极对数
	bldc_dev.HallGet=0;
	bldc_dev.HallSpanTime=0;
	bldc_dev.SpeedBck=0;
	bldc_dev.Speed_OPEN_LOOP=0;
	bldc_dev.step_counter=0;
}

滴答定时器初始化

定时器初始化，每1ms中断一次

void SysTick_Init(void)
{
    uint32_t prioritygroup = 0x00;
  
	/* SystemFrequency / 1000    1ms中断一次
	 * SystemFrequency / 100000	 10us中断一次
	 * SystemFrequency / 1000000 1us中断一次
	 */
	SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000);
  
    prioritygroup = NVIC_GetPriorityGrouping();  
    NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, NVIC_EncodePriority(prioritygroup, 1, 0));
}

滴答定时器中断服务函数

编写滴答定时器中断服务函数，每50ms计算一次转速

void SysTick_Handler(void)
{
	static uint16_t time_count=0;
	time_count++;
	if(time_count>50) // 50ms计算一次
    {
	  uint16_t temp;
	  temp=bldc_dev.step_counter*200/bldc_dev.MOTOR_POLE_NUM;  //计算转速
	  printf("Speed_OPEN_LOOP=%d\r\n",temp);  //打印转速 (RPM)到串口调试助手
	  time_count=0;  //清零，重新计数
	  bldc_dev.step_counter=0;
	}
	
}

霍尔触发中断服务函数

在霍尔中断服务函数中加入计步参数，测量50ms内霍尔传感器脉冲数量，用于计算转速

void HALL_TIM_IRQHANDLER(void)
{	
	if(TIM_GetITStatus(HALL_TIMx,TIM_IT_Trigger)!=RESET)
	{
	  HALL_TIMx_Callback();  //换相函数
	  bldc_dev.step_counter++;	//计步
	  TIM_ClearITPendingBit (HALL_TIMx,TIM_IT_Trigger);  //清除触发中断标志
	}	
}

测量转速

通过串口调试助手查看转速信息。

用的24V电机最高转速有33000rpm，这里在开环20%占空比下，有100rpm的波动。

后续将尝试另一种通过两个霍尔状态之间时间差计算转速的方式。

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