U-FOC - Векторне керування безколекторними моторами


01.03.2023

Що таке U-FOC?

U-FOC - це проєкт програмно технічного комплексу для ОЗНАЙОМЛЕННЯ, ВИВЧЕННЯ і побудови систем векторного керування безколекторними моторами та екосистеми навколо них. Тобто, це не одна плата контролера двигуна, а невеликий комплекс, який дозволяє поєднувати декілька двигунів, керувати ними програмно або вручну, поєднувати з різними контролерами, пристроями з дисплеями та органами керування, організувати доступ у мережу, та таке інше.

Алгоритми векторного керування моторами оперують полярними координатами. Детальніше про цей підхід у цьому відео:

Структура проєкту U-FOC

На приведеній нижче схемі позначені основні програмні, та технічні модулі проєкту U-FOC з посиланнями на детальну інформацію по кожному з них.

U-FOC Board

Основою проєкту є U-FOC Board - це плата регулятора безколекторними моторами. Наразі доступно два варіанти плат для ознайомлення, але кількість варіантів і різноманіття характеристик буде з часом розширюватися.

Плата контролера мотора може керуватися вручну завдяки потенціометру або подібного пристрою. Але основний задум - програмне керування платою контролера через один з інтерфейсів. Основний інтерфейс керування - CAN шина. Також можна використовувати UART при підключенні до комп'ютера і налаштуванні плат. CAN шина дозволяє поєднувати у проєкті декілька плат контролерів моторів і керувати ними централізовано.

U-FOC PC Monitor

Під'єднавши плату контролера двигуна до комп'ютера завдяки UART-USB перехідника, можна її налаштовувати й виконувати тестові запуски завдяки розробленій для цих цілей програми U-FOC PC Monitor.

U-FOC Protocol

Для обміну інформацією між програмою і платою розроблено протокол U-FOC Protocol. Цей же протокол використовується при керуванні платою контролера двигуна через CAN-шину. Протокол дозволяє керувати та налаштовувати плати U-FOC Board.

U-FOC Monotor

Для керування платами - контролерами двигунів використовується окремий мікроконтролер / мікрокомп'ютер. Наразі доступна одна реалізація U-FOC Monotor зроблена на мікроконтролері RP2040, має дисплей, кнопки керування, аналогові входи та дискретні входи/виходи, трансівер CAN - шини, Bluetooth модуль.

U-FOC Mobile Monitor

Це проєкт програми для мобільних пристроїв. Якщо є потреба підключатися до Вашого проєкту за допомогою мобільних телефонів, планшетів, для налаштування чи отримання інформації, можна використовувати Bluetooth підключення. Вважається, що для кожного проєкту буде розроблятися окрема програма з урахуванням потреб користувача та особливостей проєкту. Передбачено один Bluetooth модуль у головному модулі U-FOC Monotor, який всім керує. Плат-регуляторів моторів (U-FOC Board) об'єднаних CAN-шиною може бути декілька. Також у проєкті можуть бути і інші пристрої. Організовувати підключення до кожного через Bluetooth немає сенсу. Саме такий підхід дозволяє з одного боку не навантажувати зайвим функціоналом плати U-FOC Board, роблячи їх більш універсальними. З іншого боку дозволяє реалізувати власний протокол обміну даними між мобільним пристроєм і головним керівним органом системи (U-FOC Monotor) для забезпечення потреб саме Вашого проєкту.

Обмеження проєкту

На поточний момент проєкт U-FOC має наступні обмеження:

  • Керування моторами без датчиків положення ротора не підтримується

Файли проєкту

Завантажити всі файли U-FOC за посиланням: https://git.avislab.com/andre/U-FOC

Файли прикладів

Відео

Про використання полярних координат
у алгоритмі векторного керування
Про базовий приклад U-FOC

Приклад використання API проєкту U-FOC

Приклад стабілізації положення
(сервопривод, серворежим)

Brushless Motors
Коментарі:
Додати коментар
Code
* - обов'язкові поля

Архіви