让我们开始吧

当你的 SimpleFOClibrary 安装完成和准备好必要的硬件之后，我们就可以开始有趣的部分了，编写代码让电机动起来！

步骤1 测试传感器

一切都连接良好的第一个信号是传感器读数良好。要测试传感器，请浏览库实例 examples/utils/sensor_test ，并找到你的传感器实例。这个实例的结构是这样的：

#include <SimpleFOC.h>

Encoder encoder = Encoder(2, 3, 500);
// 初始化中断例程
void doA(){encoder.handleA();}
void doB(){encoder.handleB();}

void setup() {
  // 监视点
  Serial.begin(115200);
  
  // 初始化编码器硬件
  sensor.init();
  // 启用硬件中断
  encoder.enableInterrupts(doA, doB);

  Serial.println("Encoder ready");
  _delay(1000);
}

void loop() {
  // 在终端显示角度和角速度
  Serial.print(sensor.getAngle());
  Serial.print("\t");
  Serial.println(sensor.getVelocity());
}

请确保更改传感器参数来适应你的应用程序，如引脚编号、每转的脉冲、总线地址等。如果不确定某些参数，请务必查看传感器文档。

如果你的传感器连接良好并且一切正常运行，那么你的串行终端应该有传感器角度和速度的输出。

☑️ 简单的测试
确保测试电机时，电机的一个旋转输出的传感器角度是 6.28 弧度。

步骤2 测试驱动程序

当传感器在运行时，你可以继续进行测试。测试驱动程序的最简单方法是使用库的实例。如果你有充裕的时间，你可以使用 examples/utils/driver_standalone_test 文件夹中的实例来测试驱动程序。这些实例将驱动程序作为一个独立的模块进行测试，你可以将任何电压值设置到驱动器的任何相位。

#include <SimpleFOC.h>
// 无刷直流电机驱动器实例
BLDCDriver3PWM driver = BLDCDriver3PWM(9, 5, 6, 8);

void setup() {
  // PWM 频率 [Hz]
  driver.pwm_frequency = 20000;
  // 电源电压 [V]
  driver.voltage_power_supply = 12;
  // 允许最大直流电压 - 默认为电源电压
  driver.voltage_limit = 12;

  // 初始化驱动器
  driver.init();

  // 启用驱动器
  driver.enable();

  _delay(1000);
}

void loop() {
    // 设置PWM (A: 3V, B: 1V, C: 5V)
    driver.setPwm(3,1,5);
}

☑️ 简单的测试
确保所有相位输出的是 PWM 信号，可以尝试在每个相位和地之间连接一个小的led 灯或者使用万用表测量它。

步骤2 测试驱动器+电机组合-开环

如果你已经连接了电机，而且驱动器工作良好，我们建议你使用实例 examples/motion_control/open_loop_motion_control中的开环控制实例来测试电机+驱动器组合。如果你的驱动程序与实例中提供的不一样，请浏览驱动程序文档，并查找你需要的驱动程序和代码。此外，你可以浏览在 examples/utils/driver_standalone_test 文件夹中的实例，并查看如何使用。

下面是 BLDCDriver3PWM 开环速度控制的一个实例：

// 开环电机控制实例
#include <SimpleFOC.h>

// 无刷直流电机及驱动器实例
// BLDCMotor motor = BLDCMotor(pole pair number极对数, phase resistance相电阻（可选的）);
BLDCMotor motor = BLDCMotor(11);
// BLDCDriver3PWM driver = BLDCDriver3PWM(pwmA, pwmB, pwmC, 使能引脚（可选的）);
BLDCDriver3PWM driver = BLDCDriver3PWM(9, 5, 6, 8);

// commander实例化
Commander command = Commander(Serial);
void doTarget(char* cmd) { command.scalar(&motor.target, cmd); }

void setup() {

  // 配置驱动器
  // 电源电压 [V]
  driver.voltage_power_supply = 12;
  driver.init();
  // 连接电机和驱动器
  motor.linkDriver(&driver);

  // 限制电机运动
  // motor.phase_resistance = 3.52 // [Ohm]
  // motor.current_limit = 2;   // [Amps] - 如果相电阻有被定义
  motor.voltage_limit = 3;   // [V] - 如果相电阻没有定义
  motor.velocity_limit = 5; // [rad/s] cca 50rpm
 
  // 配置开环控制
  motor.controller = MotionControlType::velocity_openloop;

  // 初始化电机
  motor.init();

  // 添加目标命令T
  command.add('T', doTarget, "target velocity");

  Serial.begin(115200);
  Serial.println("Motor ready!");
  Serial.println("Set target velocity [rad/s]");
  _delay(1000);
}
void loop() {

  // 开环速度运动
  // 使用电机电压限制和电机速度限制
  motor.move();

  // 用户通信
  command.run();
}

这个实例代码有一些非常重要的规则。

确保你使用正确的驱动的类和正确的 pwm 引脚，这个通常是很简单的，你可以在我们的驱动文档中找到很多关于这个方面的的文档。如果你不确定，也不能正常运行，请毫不犹豫地到我们的社区论坛上提问。
确保使用适当的电压限制。 motor.voltage_limit 将直接确定通过电机的电流： current = phase_resistance*motor.voltage_limit 。所以，为了避免过高的电流，请设法找到你电机的相位电阻。设置 motor.voltage_limit 使电流不超过 2 Amps ，例如： motor.voltage_limit = 2*phase_resistance 。最好的选择是通过设置参数 motor.phase_resistance 来提供电机的相位电阻值，然后你可以用 motor.current_limit 而不是 motor.voltage_limit 使这个问题变得简单。如果你找不到你的电机的相位电阻，当他开始变小的时候 motor.voltage_limit < 1;也不能用你的万用表测量它。
确保正确输入极对数。很多数据表中找到极对数，如果你不确定，不要担心这一步就是为了准确地测出这个值。 😄

☑️ 简单的测试
1. 在速度模式下，将你的目标速度设置为 6.28 rad/s，这应该正好是每秒旋转一周。
2. 在位置模式下，设置目标位置为 6.28 rad，应该正好旋转一周。
如果不是，这意味着你的极对数可能不是很对，试着改变它，直到你恰好旋转一周（或在速度模式下每秒旋转一周）

步骤3 闭环控制 - 使用电压控制力矩

当你有一个工作传感器、工作电机和驱动器的时候，你就可以继续进行闭环控制测试。第一个要测试的是使用电压控制力矩控制的模式，这是 SimpleFOClibrary 中闭环控制的最简单形式。你可以在库实例的文件夹中找到不同传感器的该模式实例： examples/motion_control/torque_control 。下面是 BLDCMotor3PWM 驱动器和 Encoder 作为位置传感器的一个实例：

#include <SimpleFOC.h>

// 无刷直流电机及驱动器实例
BLDCMotor motor = BLDCMotor(11);
BLDCDriver3PWM driver = BLDCDriver3PWM(9, 5, 6, 8);

// 编码器实例
Encoder encoder = Encoder(2, 3, 500);
// 回调通道A和B
void doA(){encoder.handleA();}
void doB(){encoder.handleB();}

// commander实例化
Commander command = Commander(Serial);
void doTarget(char* cmd) { command.scalar(&motor.target, cmd); }

void setup() { 
  
  // 初始化编码传感器硬件
  encoder.init();
  encoder.enableInterrupts(doA, doB); 
  // 连接电机和传感器
  motor.linkSensor(&encoder);

  // 配置驱动器
  // 电源电压 [V]
  driver.voltage_power_supply = 12;
  driver.init();
 // 连接驱动器
  motor.linkDriver(&driver);

  // 校准电压
  motor.voltage_sensor_align = 5;

  // 设置运动控制环
  motor.torque_controller = TorqueControlType::voltage;
  motor.controller = MotionControlType::torque;

  // 增加电流限制
  // motor.phase_resistance = 3.52 // [Ohm]
  // motor.current_limit = 2;   // [Amps] - 如果相电阻有被定义

  // 使用串口监视
  Serial.begin(115200);
  // 如果不需要，可以注释掉此行
  motor.useMonitoring(Serial);

  // 初始化电机
  motor.init();
  // 校准编码器，启用FOC
  motor.initFOC();

  // 设置电机初始目标
  // motor.target = 0.2; // Amps - 如果相电阻有被定义
  motor.target = 2; // Volts 

  // 增加目标命令T
  // command.add('T', doTarget, "target current"); // - 如果相电阻有被定义
  command.add('T', doTarget, "target voltage");

  Serial.println(F("Motor ready."));
  Serial.println(F("Set the target using serial terminal:"));
  _delay(1000);
}

void loop() {
  // FOC算法主函数
  motor.loopFOC();

  // 运动控制函数
  motor.move();

  // 用户通信
  command.run();
}

到目前为止，你已经知道了传感器、驱动器和电机如何配置好。如果之前的运行都是正常的，那这一步也不会有太大的问题。

这里要采取两个重要的步骤，确保你的电机没有使用过高的 motor.voltage_sensor_align 值，以防止电流过大。这条规则和开环的 motor.voltage_limit 是一样的。如果你不确定你的相位电阻是多少，从小的值开始测： motor.voltage_sensor_align < 1 。此外，你还可以定义电机的相位电阻，然后使用 motor.current_limit 值，这个变量将限制 motor.voltage_sensor_align 所以你不用再为它担心了。但如果你指定了相位电阻值，你就不用为电机设置电压命令，但要设置电流命令，更多信息请参阅力矩控制文件。

第二个重要的技巧是使用监控功能。这将帮助你调试可能出现的问题，在初始化和校准时会输出电机的状态。如果初始化失败，电机将被禁用，你可以用手毫无阻力地转动电机，如果代码可以运行，你的电机会开始旋转，你就可以通过串行终端设置电压（/电流，如果设置了motor.phase_resistance set）。

☑️ 简单的测试
确保电机的初始化完成得很好。监控会输出你传感器的偏移，方向，极对数的检查，它会告诉你它是成功的或者是失败的。

步骤5 测试电流传感器 - 如果可用

如果你的设置里具有 SimpleFOClibrary 支持的电流传感器，那么我们建议在执行此步骤之前，确保你至少可以使用电压控制闭环力矩（第3步）。

最好的开始方式是使用电压将电流传感器添加到力矩控制代码中（第3步）。并通过监控将d、q电流输出到串行终端。

下面是一个代码实例：

#include <SimpleFOC.h>

// 无刷直流电机及驱动器实例
BLDCMotor motor = BLDCMotor(11);
BLDCDriver3PWM driver = BLDCDriver3PWM(9, 5, 6, 8);

// 编码器实例
Encoder encoder = Encoder(2, 3, 500);
// 回调通道A和B
void doA(){encoder.handleA();}
void doB(){encoder.handleB();}

// 电流检测
InlineCurrentSense current_sense = InlineCurrentSense(0.01, 50.0, A0, A2);

// commander实例化
Commander command = Commander(Serial);
void doTarget(char* cmd) { command.scalar(&motor.target, cmd); }

void setup() { 
  
  // 初始化编码传感器硬件
  encoder.init();
  encoder.enableInterrupts(doA, doB); 
  // 连接电机和传感器
  motor.linkSensor(&encoder);

  // 配置驱动器
  // 电源电压 [V]
  driver.voltage_power_supply = 12;
  driver.init();
  // 连接驱动器
  motor.linkDriver(&driver);

  // 电流检测初始化硬件
  current_sense.init();
  // 连接电流检测器和电机
  motor.linkCurrentSense(&current_sense);

  // 校准电压
  motor.voltage_sensor_align = 5;

  // 设置运动控制环
  motor.torque_controller = TorqueControlType::voltage;
  motor.controller = MotionControlType::torque;

  // 增加电流限制
  // motor.phase_resistance = 3.52 // [Ohm]
  // motor.current_limit = 2;   // [Amps] - 如果相电阻有被定义

  // 监视串口
  Serial.begin(115200);
  // 如果不需要，可以注释掉此行
  motor.useMonitoring(Serial);
  motor.monitor_downsampling = 100; // 设置下采样，可以大于100
  motor.monitor_variables = _MON_CURR_Q | _MON_CURR_D; // 设置d和q电流监视

  // 初始化电机
  motor.init();
  // 校准编码器，启用FOC
  motor.initFOC();

  // 设置电机初始目标
  // motor.target = 0.2; // Amps - 如果相电阻有被定义
  motor.target = 2; // Volts 

  // 添加目标命令T
  // command.add('T', doTarget, "target current"); // - 如果相电阻有被定义
  command.add('T', doTarget, "target voltage");
  command.verbose = VerboseMode::nothing; // 禁止 commander输出至串口

  Serial.println(F("Motor ready."));
  Serial.println(F("Set the target using serial terminal:"));
  _delay(1000);
}

void loop() {
  // FOC算法主函数
  motor.loopFOC();

  // 运动控制函数
  motor.move();

  // 显示电流
  motor.monitor();
  // 用户通信
  command.run();
}

这个实例的代码几乎与第3步的代码完全相同。所以你配置电机，传感器和驱动器的时候应该没有太大的问题。在这一步，将测试你的电流传感器是否工作良好。在调用这个实例的代码几乎与第3步的代码完全相同。所以你配置电机，传感器和驱动器的时候应该没有太大的问题。在这一步，将测试你的电流传感器是否工作良好。在调用 motor.monitor() 函数时，将读取电流传感器，并将当前的 d 和 q 电流输出到串行终端。你可以打开串口绘图仪来可视化它们。

☑️ 简单的测试
1. 用手握住电机，改变不同的目标电压/电流值。确保电机静止时电流 d 非常接近0。确保电流 q 与你设置的电机电压成比例。
2. 让电机旋转。注意你的电流 d 和 q 下降到一个较低的水平，然后是静止电机。观察一下在低速时电流 d 几乎为0，之后就与电机速度成比例上升。

请浏览电流传感器文档，查看支持的传感器和所有配置参数。

步骤6 使用电流传感器实现完整的 FOC -如果可用

当你配置和测试好你的电机、位置传感器、驱动器和电流传感器之后，你就可以进行真正的 FOC 控制。

#include <SimpleFOC.h>

// 无刷直流电机及驱动器实例
BLDCMotor motor = BLDCMotor(11);
BLDCDriver3PWM driver = BLDCDriver3PWM(5, 10, 6, 8);

// 编码器实例
Encoder encoder = Encoder(2, 3, 500);
// 回调通道A和B
void doA(){encoder.handleA();}
void doB(){encoder.handleB();}

// 在线电流检测实例
InlineCurrentSense current_sense = InlineCurrentSense(0.01, 50.0, A0, A2);

// commander通信实例
Commander command = Commander(Serial);
void doMotor(char* cmd){ command.motor(&motor, cmd); }

void setup() {

  // 初始化编码传感器硬件
  encoder.init();
  encoder.enableInterrupts(doA, doB); 
  // 连接电机和传感器
  motor.linkSensor(&encoder);

  // 配置驱动器
  // 电源电压 [V]
  driver.voltage_power_supply = 12;
  driver.init();
  // 连接驱动器
  motor.linkDriver(&driver);

  // 设置控制环类型
  motor.torque_controller = TorqueControlType::foc_current;
  motor.controller = MotionControlType::torque;

  // 基于控制环类型配置控制器
  motor.PID_velocity.P = 0.05;
  motor.PID_velocity.I = 1;
  motor.PID_velocity.D = 0;
  // 默认为电源电压
  motor.voltage_limit = 12;
  
  // 速度低通滤波时间常数
  motor.LPF_velocity.Tf = 0.01;

  // 角度环控制器
  motor.P_angle.P = 20;
  // 角度环速度限制
  motor.velocity_limit = 20;

  // 使用串口监视电机初始化
  // 监视点
  Serial.begin(115200);
  // 如果不需要，可以注释掉此行
  motor.useMonitoring(Serial);
  motor.monitor_downsampling = 0; // 初始禁用实时监视器

  // 电流检测初始化和连接
  current_sense.init();
  motor.linkCurrentSense(&current_sense);

  // 初始化电机
  motor.init();
  // 校准编码器，启用FOC
  motor.initFOC(); 

  // 设置初始目标值
  motor.target = 2;

  // 订阅电机至commander
  command.add('M', doMotor, "motor");

  // 运行用户命令配置电机（完整命令列表见docs.simplefoc.com）
  Serial.println(F("Motor commands sketch | Initial motion control > torque/current : target 0Amps."));
  
  _delay(1000);
}

void loop() {
  // 迭代设置FOC相电压
  motor.loopFOC();

  // 设置外部环目标的迭代函数
  motor.move();

  // 电机监视
  motor.monitor();
  // 用户通信
  command.run();
}

要查看所有的 FOC 力矩控制参数，请访问力矩控制文档。在第4步中，如果你在调整速度和位置的过程中设置了相位电阻。你很可能不需要再重新调整它们。

然而，最重要的事情还是使用命令接口来调整力矩控制的 PID 控制器和低通滤波器的参数，通过这种方式，你将能够快速测试，实时更改控制器的参数，并且看到结果。一旦达到你满意的情况，你就可以在代码中写入这些值，然后停止使用命令。

☑️ 简单的测试
将目标电流设置为 0Amps ，并尝试用手移动电机，确保像电机失灵一样地没有任何阻力。然后尝试设置小的电流值 (<0.5A) ，看看你是否能感觉到电机的力量作用在你的手上。如果你能感觉到，那么这一步就成功了！