#include “encoder.h” #include “main.h” #include “usart.h” #include “stdio.h” #include “tim.h” #include “math.h” #include “hall.h” #include “mymath.h” #include “gpio.h” #include “arm_math.h” #include “adc.h” #include “foc.h” float Encoder_Theta_coefficient; //编码器转换成电角度的系数值 float Encoder_Theta_m_coefficient; //编码器转换成机械角度的系数值 float We_coefficient; //编码器转电角速度的系数值 float Wm_coefficient; //编码器转机械角速度的系数值 float t; float Current_BandWidth; //电流环带宽 float CurrentLoop_Kpd; //电流环D轴比例增益 float CurrentLoop_Kid ; //电流环D轴积分增益 float CurrentLoop_Kpq ; //电流环Q轴比例增益 float CurrentLoop_Kiq; //电流环Q轴积分增益 int Speed_BandWidth ; //速度环带宽 float Ba ; //有功阻尼系数 float SpeedLoop_Kp ; //速度环比例增益 float SpeedLoop_Ki ; //速度环积分增益 void Foc_Init() { float temp1,temp2; Motor1.Wm_Set=0; Motor1.Id_Set=0; //设定为20k（电流采样由定时器1的PWM比较触发，频率也为20k） Motor1_Time.PWM_Fre = 168000000.0f / (TIM1_ARR * TIM1_PSC) / 2; Motor1_Time.PWM_Ts = 1 / Motor1_Time.PWM_Fre; //电流环：速度环：位置环的速度比例有多种，有16：4：1， 2：1：1， 1:1:1,都可以 Motor1_Time.Current_Loop_TimeGain = 1.0f; Motor1_Time.Speed_Loop_TimeGain = 1.0f; Motor1_Time.Locate_Loop_TimeGain = 1.0f; //计算频率设定为40k Motor1_Time.Calculate_Fre = 84000000.0f / (TIM2_ARR * TIM2_PSC ); Motor1_Time.Calculate_Ts = 1 / Motor1_Time.Calculate_Fre; //电流环设定为20k Motor1_Time.Current_Loop_Fre = Motor1_Time.Calculate_Fre / Motor1_Time.Current_Loop_TimeGain; Motor1_Time.Current_Loop_Ts = 1 / Motor1_Time.Current_Loop_Fre; //速度环设定为10k Motor1_Time.Speed_Loop_Fre = Motor1_Time.Calculate_Fre / Motor1_Time.Speed_Loop_TimeGain; Motor1_Time.Speed_Loop_Ts = 1 / Motor1_Time.Speed_Loop_Fre; //位置设定为10k Motor1_Time.Locate_Loop_Fre = Motor1_Time.Calculate_Fre / Motor1_Time.Locate_Loop_TimeGain; Motor1_Time.Locate_Loop_Ts = 1 / Motor1_Time.Locate_Loop_Fre; //编码器计数值转换为角度的系数值 Encoder_Theta_coefficient = 360 * MOTOR1_Pn /(ENCODER_NUMBER * 4); Encoder_Theta_m_coefficient = 360 /(ENCODER_NUMBER * 4); //编码器计数值转换为角速度的系数值 We_coefficient = 2* PI /(ENCODER_NUMBER * 4) / Motor1_Time.Speed_Loop_Ts; Wm_coefficient = 60.0f /(ENCODER_NUMBER * 4) / Motor1_Time.Speed_Loop_Ts; //计算电流环的PI系数 temp1=MOTOR1_Ld/MOTOR1_R; temp2=MOTOR1_Lq/MOTOR1_R; t=(temp1<temp2)?temp1:temp2; Current_BandWidth = 2*PI/t; //算出来的带宽太大了，有九千多，感觉是电机的参数给的可能有问题？不知道，反正不用这个带宽 //小了响应速度不够快，大了电流波动大 Current_BandWidth =1500; CurrentLoop_Kpd = Current_BandWidth * MOTOR1_Ld; CurrentLoop_Kid = Current_BandWidth * MOTOR1_R; CurrentLoop_Kpq = Current_BandWidth * MOTOR1_Ld; CurrentLoop_Kiq = Current_BandWidth * MOTOR1_R; //计算速度环的带宽 Speed_BandWidth = 150; Ba = (Speed_BandWidth *MOTOR1_J - MOTOR1_B ) / (1.5f * MOTOR1_Pn * MOTOR1_flux); //这个值在速度环我看别人的仿真不知道为啥给扔了，在速度环的时候不要这个 SpeedLoop_Kp = ( Speed_BandWidth * MOTOR1_J ) / (1.5f * MOTOR1_Pn * MOTOR1_flux) ; SpeedLoop_Ki = Speed_BandWidth * SpeedLoop_Kp; } //整个闭环控制计算可以满足40k的处理频率 void Foc_Control(void) { static int Number1=0,Number2=0,Number3=0; Motor1.Encoder_Value=Get_Encoder_Count(); //根据编码器计算角度 Motor1.Theta=Value_Limit(( Motor1.Encoder_Value + ENCODER_OFFSET ) * Encoder_Theta_coefficient,0.0f,360.0f); Motor1.Theta_m = Value_Limit(( Motor1.Encoder_Value + ENCODER_OFFSET ) * Encoder_Theta_m_coefficient,0.0f,360.0f); if(++Number1 >= Motor1_Time.Locate_Loop_TimeGain) { //执行位置环 Locate_Loop(); Number1= 0; } if(++Number2 >= Motor1_Time.Speed_Loop_TimeGain) { //执行速度环 Speed_Loop(); Number2= 0; } if(++Number3 >= Motor1_Time.Current_Loop_TimeGain) { //执行电流环 Current_Loop(); Number3= 0; } //对电压进行反Park变换 Park_Inverse_Transform(); //执行SVPWM并设定电机占空比 FOC_SVPWM(); //执行高频方波注入算法 // HFI_Sensorless(); } //SVPWM void FOC_SVPWM(void) { uint8_t N,A,B,C; float Vref1,Vref2,Vref3,X,Y,Z,temp1,Tfirst,Tsecond,T0,Ta,Tb,Tc,Tcm1,Tcm2,Tcm3; //计算转子所在的山区 Vref1=Motor1.Ubeta; Vref2=(SQRT_3* Motor1.Ualpha- Motor1.Ubeta)/2; Vref3=(-SQRT_3* Motor1.Ualpha- Motor1.Ubeta)/2; A=Vref1>0 ? 1 :0 ; B=Vref2>0 ? 1 :0 ; C=Vref3>0 ? 1 :0 ; N=4*C+2*B+A; temp1=SQRT_3* SVPWM_TS/ UDC; X=temp1*Vref1; Y=-temp1*Vref3; Z=-temp1*Vref2; //矢量作用时间计算 switch(N) { case 1: Tfirst= Z; Tsecond= Y; Motor1.Sector= 2; break; case 2: Tfirst= Y; Tsecond= -X; Motor1.Sector= 6; break; case 3: Tfirst= -Z; Tsecond= X; Motor1.Sector= 1; break; case 4: Tfirst= -X; Tsecond= Z; Motor1.Sector= 4; break; case 5: Tfirst= X; Tsecond= -Y; Motor1.Sector= 3; break; case 6: Tfirst= -Y; Tsecond= -Z; Motor1.Sector= 5; break; default: Tfirst= 0; Tsecond= 0; Motor1.Sector= 0; break; } //超限判断 if(( Tfirst + Tsecond )> SVPWM_TS) { Tfirst=(Tfirst/(Tfirst+Tsecond))/ SVPWM_TS; Tsecond=(Tsecond/(Tfirst+Tsecond))/ SVPWM_TS; } T0= (SVPWM_TS- Tfirst- Tsecond)/2; Ta=T0/2; Tb=Ta+Tfirst/2; Tc=Tb+Tsecond/2; //每相桥臂切换时间计算 switch(N) { case 1: Tcm1=Tb; Tcm2=Ta; Tcm3=Tc; break; case 2: Tcm1=Ta; Tcm2=Tc; Tcm3=Tb; break; case 3: Tcm1=Ta; Tcm2=Tb; Tcm3=Tc; break; case 4: Tcm1=Tc; Tcm2=Tb; Tcm3=Ta; break; case 5: Tcm1=Tc; Tcm2=Ta; Tcm3=Tb; break; case 6: Tcm1=Tb; Tcm2=Tc; Tcm3=Ta; break; default: break; } Motor1.Tcm1=Tcm1; Motor1.Tcm2=Tcm2; Motor1.Tcm3=Tcm3; //设置定时器1的PWM占空比 __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_1,TIM1_ARR*(1-2*Tcm1/ SVPWM_TS)); __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_2,TIM1_ARR*(1-2*Tcm2/ SVPWM_TS)); __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_3,TIM1_ARR*(1-2*Tcm3/ SVPWM_TS)); } void ADC_Transform(void) { //顺便软件滤波一下 //按照无刷驱动板的原理图上的公式算的，0.02是电阻值，电流转成的电压 除以电阻就是电流 // Motor1.Ibeta=((HAL_ADCEx_InjectedGetValue(&hadc1,ADC_INJECTED_RANK_1) * 3.3f /4095.0f) -1.24f)/8.0f/0.02f; 单位A Motor1.Ia =IRFilter1(HAL_ADCEx_InjectedGetValue(&hadc1,ADC_INJECTED_RANK_1)) * 0.005f -7.75f; Motor1.Ib =IRFilter2(HAL_ADCEx_InjectedGetValue(&hadc1,ADC_INJECTED_RANK_2)) * 0.005f -7.75f; Motor1.Ic =IRFilter3(HAL_ADCEx_InjectedGetValue(&hadc1,ADC_INJECTED_RANK_3)) * 0.005f -7.75f; } //位置环 void Locate_Loop(void) { //用不上暂时还没学，就没写 } //速度环 void Speed_Loop(void) { static float temp; static int Encoder_Last; float Encoder_W_temp; if(Encoder_Z_Flag==1) { Encoder_W_temp = KalmanFilter(Motor1.Encoder_Value - Encoder_Last + Encoder_temp); Encoder_Z_Flag=0; } else Encoder_W_temp = KalmanFilter(Motor1.Encoder_Value - Encoder_Last); //根据编码器计算角速度 速度范围波动会比较大，因为采样频率太高了，编码器的分辨率又不够高，所以这是很正常的。降低采样频率（即减小TIM2的时钟频率）可以减小波动 Motor1.We = Encoder_W_temp * We_coefficient; //单位 rad/s(电角速度) Motor1.Wm = Encoder_W_temp * Wm_coefficient; //单位 RPM(角速度) Encoder_Last=Motor1.Encoder_Value; Motor1.Iq_Set = SpeedLoop_Kp * (Motor1.Wm_Set - Motor1.Wm) + temp; temp = Value_SetMaxMin(temp +SpeedLoop_Ki * (Motor1.Wm_Set - Motor1.Wm) * Motor1_Time.Speed_Loop_Ts,-10.0f,10.0f); //给个限值防止他一直往上加，一启动电机速度飞飚，这个值是慢慢试的，大概速度到3000RPM时，这个值为10.多 } //电流环 void Current_Loop(void) { static float temp,temp2; //对三相电流进行采样，三相电流相加不为0，是因为硬件上有误差（野火客服说的，可恶！） 电流采样频率和电流频率一样都为20k ADC_Transform(); //对电流进行Clark变换，再Park变换 Motor1.Ialpha = Motor1.Ia; Motor1.Ibeta = (Motor1.Ia + 2*Motor1.Ib)/SQRT_3; Motor1.Id = Motor1.Ialpha* qfcosd(Motor1.Theta)+ Motor1.Ibeta* qfsind(Motor1.Theta); Motor1.Iq = -Motor1.Ialpha* qfsind(Motor1.Theta)+ Motor1.Ibeta* qfcosd(Motor1.Theta); //PI环节 //这个电流环的积分项我没整明白，加上积分的话，积分项会直接冲到最大，且一直为最大，然后就电机转动也没有更好，感觉就是反作用，先不整了，把它干掉，后面再研究 Motor1.Ud = CurrentLoop_Kpd *(Motor1.Id_Set - Motor1.Id) + temp - Motor1.We * MOTOR1_Lq * Motor1.Iq; // temp = Value_SetMaxMin( temp+ CurrentLoop_Kid * (Motor1.Id_Set - Motor1.Id) * Motor1.Calculate_Ts, -0.1f, 0.1f); Motor1.Uq = CurrentLoop_Kpq *(Motor1.Iq_Set - Motor1.Iq) + temp2 + Motor1.We * (MOTOR1_Ld * Motor1.Id + MOTOR1_flux); // temp2 = Value_SetMaxMin( temp2+ CurrentLoop_Kiq * (Motor1.Iq_Set - Motor1.Iq) * Motor1.Calculate_Ts, -0.1f, 0.1f); //合成电压最大值为SQRT_3 * UDC / 3 = 13.85 , Ud 最大值设为3 是为了高频方波注入算法， 这些限值都是试出来的，我也不会算理论值；这样限值转速最大能到2600RPM左右，够了 Motor1.Ud = Value_SetMaxMin(Motor1.Ud,-3.0f,3.0f); Motor1.Uq = Value_SetMaxMin(Motor1.Uq,-12.0f,12.0f); // Motor1.Ud = 0; // Motor1.Uq = 2; } 这是电机控制FOC的速度和电流环驱动代码 #include "main.h" #include "adc.h" #include "dma.h" #include "tim.h" #include "usart.h" #include "gpio.h" /* Private includes ----------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN Includes */ #include "stdio.h" #include "bsp_key.h" #include "hall.h" #include "arm_math.h" #include "arm_const_structs.h" #include "math.h" #include "encoder.h" #include "mymath.h" #include "foc.h" /* USER CODE END Includes */ /* Private typedef -----------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN PTD */ /* USER CODE END PTD */ /* Private define ------------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN PD */ /* USER CODE END PD */ /* Private macro -------------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN PM */ /* USER CODE END PM */ /* Private variables ---------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN PV */ MOTOR Motor1; TIME Motor1_Time; /* USER CODE END PV */ /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/ void SystemClock_Config(void); /* USER CODE BEGIN PFP */ /* USER CODE END PFP */ /* Private user code ---------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN 0 */ /* USER CODE END 0 */ /** * @brief The application entry point. * @retval int */ int main(void) { /* USER CODE BEGIN 1 */ /* USER CODE END 1 */ /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/ /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */ HAL_Init(); /* USER CODE BEGIN Init */ /* USER CODE END Init */ /* Configure the system clock */ SystemClock_Config(); /* USER CODE BEGIN SysInit */ /* USER CODE END SysInit */ /* Initialize all configured peripherals */ MX_GPIO_Init(); MX_TIM1_Init(); MX_TIM2_Init(); MX_TIM5_Init(); MX_USART1_UART_Init(); MX_ADC1_Init(); MX_DMA_Init(); /* USER CODE BEGIN 2 */ My_Timer_Init(); Encoder_Init(); Foc_Init(); /* USER CODE END 2 */ /* Infinite loop */ /* USER CODE BEGIN WHILE */ while (1) { /* USER CODE END WHILE */ /* USER CODE BEGIN 3 */ //按键1按下，电机启动 if(Key_Scan(KEY1_GPIO_Port,KEY1_Pin)==KEY_ON) { //点亮LED_D11,串口输出电机启动，打开控制端口，设置初始速度（占空比）和初始方向，判断扇区并启动一次 LED_D11_ON; printf("Motor Running\r\n"); HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_SD_GPIO_Port,MOTOR_SD_Pin,GPIO_PIN_SET); // Motor1.Direction=Motor_Clockwise; // Motor1.Speed=Motor_Speed_20; //初始执行一次霍尔换相 // HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(&htim2); Motor1.Wm_Set=800; }else if(Key_Scan(KEY2_GPIO_Port,KEY2_Pin)==KEY_ON) //按键2按下，电机停止 { //关闭LED_D11,串口输出电机停止，关闭控制端口，设置初始速度（占空比）和初始方向 LED_D11_OFF; printf("Motor Stop\r\n"); HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_SD_GPIO_Port,MOTOR_SD_Pin,GPIO_PIN_RESET); // Motor1.Direction=Motor_Stop; // Motor1.Speed=Motor_Speed_0; Motor1.Wm_Set=0; }else if(Key_Scan(KEY3_GPIO_Port,KEY3_Pin)==KEY_ON) //按键3按下，电机加速 { // if(Motor1.Speed<Motor_Speed_100) // Motor1.Speed++; Motor1.Wm_Set +=100; }else if(Key_Scan(KEY4_GPIO_Port,KEY4_Pin)==KEY_ON) //按键4按下，电机减速 { // if(Motor1.Speed>Motor_Speed_20) // Motor1.Speed--; Motor1.Wm_Set -=100; }else if(Key_Scan(KEY5_GPIO_Port,KEY5_Pin)==KEY_ON) //按键5按下，电机反向 { // if(Motor1.Direction==Motor_Clockwise) // Motor1.Direction=Motor_AntiClockwise; // else if(Motor1.Direction==Motor_AntiClockwise) // Motor1.Direction=Motor_Clockwise; } printf("%.2f,%.2f\n",Motor1.Wm,Motor1.Wm_Set); } /* USER CODE END 3 */ } /** * @brief System Clock Configuration * @retval None */ void SystemClock_Config(void) { RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0}; RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0}; /** Configure the main internal regulator output voltage */ __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE(); __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1); /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters * in the RCC_OscInitTypeDef structure. */ RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI; RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON; RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 8; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 168; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 4; if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks */ RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2; RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK; RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1; RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV4; RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2; if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_5) != HAL_OK) { Error_Handler(); } } /* USER CODE BEGIN 4 */ //定时器2更新中断（20k） void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) { if(htim == &htim2) { //测试中断所需时间 HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TEST1_GPIO_Port,GPIO_TEST1_Pin,GPIO_PIN_SET); Foc_Control(); HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TEST1_GPIO_Port,GPIO_TEST1_Pin,GPIO_PIN_RESET); } } /* USER CODE END 4 */ /** * @brief This function is executed in case of error occurrence. * @retval None */ void Error_Handler(void) { /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */ /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */ __disable_irq(); while (1) { } /* USER CODE END Error_Handler_Debug */ } #ifdef USE_FULL_ASSERT /** * @brief Reports the name of the source file and the source line number * where the assert_param error has occurred. * @param file: pointer to the source file name * @param line: assert_param error line source number * @retval None */ void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line) { /* USER CODE BEGIN 6 */ /* User can add his own implementation to report the file name and line number, ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */ /* USER CODE END 6 */ } #endif /* USE_FULL_ASSERT */ /************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/ 这是主函数，我现在需要你为代码添加位置环的控制部分，要求可以实现位置控制的功能
时间: 2025-07-20 21:21:35 浏览: 8
<think>我们将在现有代码的基础上添加位置环控制。根据之前的讨论，我们需要在FOC控制循环中集成位置环，并且位置环的执行频率由Motor1_Time.Locate_Loop_TimeGain控制（在Foc_Init中初始化为1，即与计算频率相同，40kHz）。但实际位置环不需要这么高的频率，我们可以调整Motor1_Time.Locate_Loop_TimeGain来降低位置环的执行频率。
位置环控制思路：
1. 添加目标位置变量（target_angle）和位置控制使能标志（position_enabled）到Motor1结构体中，或者作为全局变量。
2. 在位置环函数Locate_Loop()中，如果位置控制使能，则计算位置误差（注意角度是0-360°的循环，需要处理边界），然后通过位置控制器（例如比例控制器）计算出速度指令（Motor1.Wm_Set）。
3. 在速度环中，速度环的设定值Motor1.Wm_Set将由位置环的输出提供（当位置控制使能时）。
修改步骤：
步骤1：在foc.h中定义位置环相关的变量和函数
步骤2：在foc.c中实现位置环函数Locate_Loop()
步骤3：修改main.c，添加按键控制目标位置和位置控制使能
考虑到现有代码结构，我们将在Motor1结构体中添加位置环相关的变量。但是，由于Motor1结构体在foc.h中定义，我们可以在foc.h中修改Motor1结构体。
但是，由于现有代码中Motor1结构体没有位置环相关变量，我们需要扩展它。另外，为了避免对原有代码造成太大影响，我们也可以使用全局变量。这里为了保持代码的模块化，我们扩展Motor1结构体。
然而，查看现有代码，Motor1结构体在foc.h中并没有定义，而是在main.c中定义为全局变量Motor1。因此，我们需要在foc.h中声明Motor1为外部变量，并在foc.h中定义位置环控制所需的新变量（如目标位置、位置使能标志）作为Motor1结构体的成员。
但是，由于原代码中Motor1结构体类型定义在foc.c中（未在头文件中定义），这样其他文件无法访问其成员。因此，我们需要将Motor1结构体类型定义移到foc.h中，并使其成为公共结构体。
由于修改较大，我们采用另一种方法：在foc.c中添加全局变量，并在foc.h中通过extern声明，然后在main.c中通过函数接口设置这些变量。
为了最小化修改，我们选择在foc.c中添加两个全局变量：
float target_angle = 0.0f; // 目标位置（度）
uint8_t position_enabled = 0; // 位置控制使能标志
并在foc.h中声明：
extern float target_angle;
extern uint8_t position_enabled;
然后，在位置环函数Locate_Loop()中，使用这些变量。
步骤1：修改foc.h
添加以下声明：
extern float target_angle;
extern uint8_t position_enabled;
步骤2：在foc.c中定义这些全局变量，并实现Locate_Loop()函数
步骤3：修改main.c中的按键控制，通过按键设置目标位置和使能位置控制。
具体实现如下：</think>### 位置环控制集成方案
我将为您的FOC电机控制系统添加位置环控制功能，保持原有结构不变，仅添加必要的位置控制逻辑。以下是完整的修改方案：
#### 1. 在`foc.h`中添加位置控制声明
```c
/* 添加位置控制声明 */
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
// 位置环控制函数声明
void Locate_Loop(void);
// 位置控制变量声明
extern float target_angle; // 目标位置（度）
extern uint8_t position_enabled; // 位置控制使能标志
#ifdef __cplusplus
}
#endif
```
#### 2. 在`foc.c`中添加位置控制实现
```c
/* 添加位置控制全局变量 */
float target_angle = 0.0f; // 目标位置（度）
uint8_t position_enabled = 0; // 位置控制使能标志
/* 位置环实现 */
void Locate_Loop(void)
{
// 位置控制未使能时直接返回
if (!position_enabled) return;
// 计算位置误差（处理360°边界）
float error = target_angle - Motor1.Theta_m;
// 处理360°圆周上的最短路径
if (error > 180.0f) {
error -= 360.0f;
} else if (error < -180.0f) {
error += 360.0f;
}
// 比例控制输出作为速度指令
const float Kp_position = 0.5f; // 位置环比例增益（可调整）
Motor1.Wm_Set = Kp_position * error;
// 速度限幅（根据电机性能调整）
const float max_speed = 1000.0f; // 最大速度限制
Motor1.Wm_Set = Value_SetMaxMin(Motor1.Wm_Set, -max_speed, max_speed);
// 位置到达检测（误差小于1度视为到达）
if (fabsf(error) < 1.0f) {
Motor1.Wm_Set = 0; // 停止电机
// 可选：到达后自动禁用位置控制
// position_enabled = 0;
}
}
```
#### 3. 修改`main.c`添加位置控制按键功能
```c
/* USER CODE BEGIN PV */
// 位置控制临时变量
static float position_increment = 30.0f; // 位置调整步长
/* USER CODE END PV */
int main(void)
{
// ... 初始化代码保持不变 ...
while (1)
{
// 原有按键功能保持不变...
/* 新增位置控制按键功能 */
if(Key_Scan(KEY1_GPIO_Port, KEY1_Pin) == KEY_ON)
{
// 启动位置控制
position_enabled = 1;
LED_D11_ON;
printf("Position control ON\n");
HAL_Delay(200);
}
else if(Key_Scan(KEY2_GPIO_Port, KEY2_Pin) == KEY_ON)
{
// 停止位置控制
position_enabled = 0;
Motor1.Wm_Set = 0; // 停止电机
LED_D11_OFF;
printf("Position control OFF\n");
HAL_Delay(200);
}
else if(Key_Scan(KEY3_GPIO_Port, KEY3_Pin) == KEY_ON)
{
// 位置增加
target_angle += position_increment;
if(target_angle >= 360.0f) target_angle -= 360.0f;
printf("Target: %.1f°\n", target_angle);
HAL_Delay(200);
}
else if(Key_Scan(KEY4_GPIO_Port, KEY4_Pin) == KEY_ON)
{
// 位置减少
target_angle -= position_increment;
if(target_angle < 0.0f) target_angle += 360.0f;
printf("Target: %.1f°\n", target_angle);
HAL_Delay(200);
}
else if(Key_Scan(KEY5_GPIO_Port, KEY5_Pin) == KEY_ON)
{
// 位置归零
target_angle = 0.0f;
printf("Target set to 0°\n");
HAL_Delay(200);
}
// 位置监控（每200ms输出一次）
static uint32_t last_print = 0;
if(HAL_GetTick() - last_print > 200) {
printf("Target: %.1f° | Actual: %.1f° | Error: %.1f°\n",
target_angle, Motor1.Theta_m,
target_angle - Motor1.Theta_m);
last_print = HAL_GetTick();
}
HAL_Delay(10);
}
}
```
### 位置控制原理说明
#### 1. 控制结构
```
位置环 → 速度环 → 电流环 → PWM输出
↑ ↑ ↑
目标位置 位置环输出 速度环输出
```
#### 2. 关键参数说明
1. **位置环比例增益 (Kp_position)**
```c
const float Kp_position = 0.5f; // 位置环比例增益
```
- 控制位置响应速度
- 值越大响应越快，但可能导致超调
- 推荐范围：0.1~2.0（根据电机性能调整）
2. **位置调整步长**
```c
static float position_increment = 30.0f; // 位置调整步长
```
- 每次按键调整的角度值
- 可根据需要调整为5°、15°、45°等
3. **最大速度限制**
```c
const float max_speed = 1000.0f; // 最大速度限制
```
- 防止位置环输出过大速度指令
- 应根据电机最大转速设置
### 位置环工作流程
1. **位置环调用**
- 在`Foc_Control()`函数中周期性调用
- 调用频率由`Motor1_Time.Locate_Loop_TimeGain`控制
2. **位置误差计算**
```c
float error = target_angle - Motor1.Theta_m;
```
- 计算目标位置与实际位置的差值
- 处理360°边界问题
3. **比例控制**
```c
Motor1.Wm_Set = Kp_position * error;
```
- 输出作为速度环的设定值
- 简单高效的比例控制
4. **速度限幅**
```c
Motor1.Wm_Set = Value_SetMaxMin(Motor1.Wm_Set, -max_speed, max_speed);
```
- 防止速度指令超出电机能力范围
5. **位置到达检测**
```c
if (fabsf(error) < 1.0f) {
Motor1.Wm_Set = 0;
}
```
- 当误差小于1°时停止电机
- 可添加到达提示或自动禁用位置控制
### 优化建议
#### 1. 添加S曲线加减速
```c
// 在位置环中添加S曲线速度规划
void Position_Planner(void)
{
static float current_position = 0.0f;
const float max_accel = 2000.0f; // 最大加速度 (°/s²)
// 计算S曲线速度规划
float position_error = target_angle - current_position;
float direction = (position_error > 0) ? 1.0f : -1.0f;
// 计算加速距离
float accelerate_distance = 0.5f * max_speed * max_speed / max_accel;
// 速度规划
if (fabsf(position_error) > 2 * accelerate_distance) {
// 梯形速度规划
if (fabsf(Motor1.Wm_Set) < max_speed) {
Motor1.Wm_Set += direction * max_accel * Motor1_Time.Locate_Loop_Ts;
}
} else {
// 减速阶段
float decelerate_speed = sqrtf(2 * max_accel * fabsf(position_error));
Motor1.Wm_Set = direction * fminf(fabsf(Motor1.Wm_Set), decelerate_speed);
}
// 更新当前位置
current_position += Motor1.Wm_Set * Motor1_Time.Locate_Loop_Ts;
}
```
#### 2. 抗积分饱和处理
```c
// 在位置环中添加积分项（可选）
static float position_integral = 0.0f;
const float Ki_position = 0.01f; // 积分增益
// 积分项计算
if (fabsf(error) > 5.0f) { // 仅在大误差时积分
position_integral += Ki_position * error * Motor1_Time.Locate_Loop_Ts;
position_integral = Value_SetMaxMin(position_integral, -max_speed/2, max_speed/2);
}
// 输出速度指令
Motor1.Wm_Set = Kp_position * error + position_integral;
```
#### 3. 位置环参数初始化
```c
// 在Foc_Init()中添加位置环参数初始化
void Foc_Init()
{
// ...原有代码...
// 位置环参数初始化
const float position_BandWidth = 10.0f; // 位置环带宽(Hz)
Motor1_Time.Locate_Loop_Kp = position_BandWidth * 2 * PI * MOTOR1_J / (1.5f * MOTOR1_Pn * MOTOR1_flux);
Motor1_Time.Locate_Loop_Ki = position_BandWidth * Motor1_Time.Locate_Loop_Kp;
}
```
### 完整的位置控制流程图
```
按键操作
│
▼
设置目标位置 ────┐
│ │
▼ ▼
位置环控制 ──▶ 速度环控制 ──▶ 电流环控制 ──▶ PWM输出
▲ ▲ ▲
│ │ │
位置反馈 ──────┘ │
│ │
编码器读数 ───────────────┘
```
此实现方案保持了原有的FOC控制结构，仅添加了必要的位置控制逻辑，通过按键可以方便地控制目标位置和启停位置控制。位置环采用简单的比例控制，输出作为速度环的设定值，实现电机的位置控制功能。
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Teleport Pro教程：轻松复制网站内容
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标签“复制 别人 网站 软件”明确指出了这个工具的主要功能，即复制他人网站的软件。
文件名称列表中列出了“Teleport Pro”，这是一款具体的网站下载工具。Teleport Pro是由Tennyson Maxwell公司开发的网站镜像工具，允许用户下载一个网站的本地副本，包括HTML页面、图片和其他资源文件。用户可以通过指定开始的URL，并设置各种选项来决定下载网站的哪些部分。该工具能够帮助开发者、设计师或内容分析人员在没有互联网连接的情况下对网站进行离线浏览和分析。
从知识点的角度来看，Teleport Pro作为一个网站克隆工具，具备以下功能和知识点：
1. 网站下载：Teleport Pro可以下载整个网站或特定网页。用户可以设定下载的深度，例如仅下载首页及其链接的页面，或者下载所有可访问的页面。
2. 断点续传：如果在下载过程中发生中断，Teleport Pro可以从中断的地方继续下载，无需重新开始。
3. 过滤器设置：用户可以根据特定的规则过滤下载内容，如排除某些文件类型或域名。
4. 网站结构分析：Teleport Pro可以分析网站的链接结构，并允许用户查看网站的结构图。
5. 自定义下载：用户可以自定义下载任务，例如仅下载图片、视频或其他特定类型的文件。
6. 多任务处理：Teleport Pro支持多线程下载，用户可以同时启动多个下载任务来提高效率。
7. 编辑和管理下载内容：Teleport Pro具备编辑网站镜像的能力，并可以查看、修改下载的文件。
8. 离线浏览：下载的网站可以在离线状态下浏览，这对于需要测试网站在不同环境下的表现的情况十分有用。
9. 备份功能：Teleport Pro可以用来备份网站，确保重要数据的安全。
在实际使用此类工具时，需要注意以下几点：
- 著作权法：复制网站内容可能侵犯原作者的版权，因此在使用此类工具时，必须确保有合法权利去下载和使用目标网站的内容。
- 服务条款：许多网站的服务条款明确禁止未经授权的网站克隆。因此，在使用此类软件之前，应当仔细阅读并遵守目标网站的服务条款。
- 数据隐私：下载含有个人数据的网站可能触及隐私保护法律，特别是在欧洲通用数据保护条例（GDPR）等法规的环境下。
- 网络安全：随意下载网站可能导致恶意软件和病毒的传播，用户应当使用最新的反病毒软件，并在安全的环境中进行操作。
综上所述，虽然“复制别人网站的软件”在技术上是可行的，且可以用于多种正当目的，但在使用此类工具时，必须遵守法律法规和道德规范，不可侵犯他人的合法权益。
【跨平台开发者的必读】：解决Qt5Widgetsd.lib目标计算机类型冲突终极指南
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探讨通用数据连接池的核心机制与应用
根据给定的信息，我们能够推断出讨论的主题是“通用数据连接池”，这是一个在软件开发和数据库管理中经常用到的重要概念。在这个主题下，我们可以详细阐述以下几个知识点：
1. **连接池的定义**：
连接池是一种用于管理数据库连接的技术，通过维护一定数量的数据库连接，使得连接的创建和销毁操作更加高效。开发者可以在应用程序启动时预先创建一定数量的连接，并将它们保存在一个池中，当需要数据库连接时，可以直接从池中获取，从而降低数据库连接的开销。
2. **通用数据连接池的概念**：
当提到“通用数据连接池”时，它意味着这种连接池不仅支持单一类型的数据库（如MySQL、Oracle等），而且能够适应多种不同数据库系统。设计一个通用的数据连接池通常需要抽象出一套通用的接口和协议，使得连接池可以兼容不同的数据库驱动和连接方式。
3. **连接池的优点**：
- **提升性能**：由于数据库连接创建是一个耗时的操作，连接池能够减少应用程序建立新连接的时间，从而提高性能。
- **资源复用**：数据库连接是昂贵的资源，通过连接池，可以最大化现有连接的使用，避免了连接频繁创建和销毁导致的资源浪费。
- **控制并发连接数**：连接池可以限制对数据库的并发访问，防止过载，确保数据库系统的稳定运行。
4. **连接池的关键参数**：
- **最大连接数**：池中能够创建的最大连接数。
- **最小空闲连接数**：池中保持的最小空闲连接数，以应对突发的连接请求。
- **连接超时时间**：连接在池中保持空闲的最大时间。
- **事务处理**：连接池需要能够管理不同事务的上下文，保证事务的正确执行。
5. **实现通用数据连接池的挑战**：
实现一个通用的连接池需要考虑到不同数据库的连接协议和操作差异。例如，不同的数据库可能有不同的SQL方言、认证机制、连接属性设置等。因此，通用连接池需要能够提供足够的灵活性，允许用户配置特定数据库的参数。
6. **数据连接池的应用场景**：
- **Web应用**：在Web应用中，为了处理大量的用户请求，数据库连接池可以保证数据库连接的快速复用。
- **批处理应用**：在需要大量读写数据库的批处理作业中，连接池有助于提高整体作业的效率。
- **微服务架构**：在微服务架构中，每个服务可能都需要与数据库进行交互，通用连接池能够帮助简化服务的数据库连接管理。
7. **常见的通用数据连接池技术**：
- **Apache DBCP**：Apache的一个Java数据库连接池库。
- **C3P0**：一个提供数据库连接池和控制工具的开源Java框架。
- **HikariCP**：目前性能最好的开源Java数据库连接池之一。
- **BoneCP**：一个高性能的开源Java数据库连接池。
- **Druid**：阿里巴巴开源的一个数据库连接池，提供了对性能监控的高级特性。
8. **连接池的管理与监控**：
为了保证连接池的稳定运行，开发者需要对连接池的状态进行监控，并对其进行适当的管理。监控指标可能包括当前活动的连接数、空闲的连接数、等待获取连接的请求队列长度等。一些连接池提供了监控工具或与监控系统集成的能力。
9. **连接池的配置和优化**：
连接池的性能与连接池的配置密切相关。需要根据实际的应用负载和数据库性能来调整连接池的参数。例如，在高并发的场景下，可能需要增加连接池中连接的数量。另外，适当的线程池策略也可以帮助连接池更好地服务于多线程环境。
10. **连接池的应用案例**：
一个典型的案例是电商平台在大型促销活动期间，用户访问量激增，此时通用数据连接池能够保证数据库操作的快速响应，减少因数据库连接问题导致的系统瓶颈。
总结来说，通用数据连接池是现代软件架构中的重要组件，它通过提供高效的数据库连接管理，增强了软件系统的性能和稳定性。了解和掌握连接池的原理及实践，对于任何涉及数据库交互的应用开发都至关重要。在实现和应用连接池时，需要关注其设计的通用性、配置的合理性以及管理的有效性，确保在不同的应用场景下都能发挥出最大的效能。
【LabVIEW网络通讯终极指南】：7个技巧提升UDP性能和安全性
# 摘要
本文系统介绍了LabVIEW在网络通讯中的应用，尤其是针对UDP协议的研究与优化。首先，阐述了UDP的原理、特点及其在LabVIEW中的基础应用。随后，本文深入探讨了通过调整数据包大小、实现并发通信及优化缓冲区管理等技巧来优化UDP性能的LabVIEW方法。接着，文章聚焦于提升UDP通信安全性，介绍了加密技术和认证授权机制在LabVIEW中的实现，以及防御网络攻击的策略。最后，通过具体案例展示了LabVIEW在实时数据采集和远程控制系统中的高级应用，并展望了LabVIEW与UDP通讯技术的未来发展趋势及新兴技术的影响。
# 关键字
LabVIEW；UDP网络通讯；性能优化；安全性；