4310永磁同步电机FOC驱动板

一、项目简介

这是一款基于STM32G431CBU6的单路FOC驱动板，支持电流/速度/位置三环闭环控制，适用于机器人关节/云台/无人机/机械臂等场景。本驱动板结构较为简单，适合有一定有感FOC了解后对设计FOC驱动板感兴趣的人参考，如有不足，支持补充。

二、核心硬件配置

2.1 主控芯片

• 型号：STM32G431CBU6(第一版使用STM32F334C8T6)

• 内核与主频：芯片采用ARM Cortex-M4F内核，主频170MHz，带有硬件浮点加速单元DSP

2.2 栅极驱动芯片

• 型号：DRV8323RSZGTR

• 关键特性：集成度很高，内置MOS管栅极驱动电路，高侧MOS管自举电路，DC-DC降压，三相低端电流采样，过流过温保护等，还可以通过SPI协议修改辅助参数比如死区补偿时间，电压放大倍数等，极大的减小了PCB空间，对于相对较小的电机很友好。

• 输入电压范围：24V输入经DRV8323降压到5V为CAN收发芯片和LDO供电。

2.3 传感器接口

位置传感器类型：使用14位MT6816磁编码器测量电机减速前的角度

传感器接口规格：使用SPI读取电机减速前绝对角度进行FOC计算

2.6 通讯与调试接口

• 通讯接口：支持CAN/UART双协议控制调试，CAN总线进行控制指令发送，可实现多电机控制；还可以UART设置电机参数以及简单控制电机。

• 调试接口：调试时使用SWD协议调试下载（建议使用JLink+Ozone调试，可在调试时较大程度的减少Debug对程序运行的影响）

三、软件与算法说明

3.1 控制算法

• FOC控制方式：有感FOC控制算法

• 已实现的控制环：电流环 / 速度环 / 位置环

• PWM调制方式：使用15kHz的SVPWM/SPWM

3.2 开发环境与工具

• 主控开发环境：本人使用VScode+EIDE（Keil MDK也可以使用）

• FOC算法来源：使用自研FOC算法库进行控制，其中生成SVPWM有两种生成方式

3.3 软件状态

• 本工程以完成电流/速度/角度三闭环，CAN通信协议以加入其中，可根据通信协议进行电机控制。（后续将加入UART进行电机基础参数设置）

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