基于HMBGC V2.2 的速度控制例程
这是一个基于FOC算法使用万向节控制板的简单炫酷例程。它本来是不可以用于闭环位置控制的，但 SimpleFOClibrary 不仅让闭环控制成为可能还使其变得相当简单。
以下是这个项目会使用到的硬件：
连接所有硬件
有关HMBGC V2.2接线的深入讲解，请查看 接线案例.
编码器
引脚限制
HMBGC不能连接Arduino的外部中断引脚2和3，只能连接模拟引脚A0-A7。 因此，我们需要用软件中断库来读取编码器通道。更多编码器的代码实现信息，请查看代码实现。
- 编码器通道
A和B连接到引脚A0和A1。
电机
- 电机
a相、b相 和c相直接连接到驱动板输出信号。 - 电机端子
M1使用 Arduino 引脚9、10、11，端子M2使用引脚3、5、6。
Arduino 代码
让我们一起阅读这个例程的所有代码并开始编写吧 你需要做的第一件事是引入 SimpleFOC 库：
#include <SimpleFOC.h>
请确保你安装了该库。如若没有安装，请返回 页面”让我们开始吧“ 查看。
此外，云台控制器（如：HMBGC）是无法访问硬件中断引脚，因此你需要引入一个软件中断库。
我们建议使用 PciManager。如果你还没有安装它，可以直接使用 Arduino library manager安装。更多信息，请查看 Encoder 文档 。 一旦安装好，请将其引入你的程序中：
// 软件中断库
#include <PciManager.h>
#include <PciListenerImp.h>
编码器代码
首先，我们定义 Encoder 中A、B通道的引脚以及每转脉冲数。
// 定义编码器
Encoder encoder = Encoder(A0, A1, 2048);
然后，我们定义buffer回调函数。
// 通道A和B回调
void doA(){encoder.handleA();}
void doB(){encoder.handleB();}
接着，我们定义 PciManager 中的引脚更改监听器：
// 引脚更改监听器
PciListenerImp listenerA(encoder.pinA, doA);
PciListenerImp listenerB(encoder.pinB, doB);
在 setup() 函数中，我们先初始化编码器：
// 初始化硬件编码器
encoder.init();
然后，我们用PciManager库的接口替代调用 encoder.enableInterrupt() 函数来添加中断。
// 中断初始化
PciManager.registerListener(&listenerA);
PciManager.registerListener(&listenerB);
那么这就让我们一起设置电机吧。
更多编码器参数配置信息，请查看Encoder文档。电机代码
首先，我们需要定义 BLDCMotor 中的极对数为 14。
// 定义无刷直流电机
BLDCMotor motor = BLDCMotor(14);
如果你不确定你电机的极对数是什么，请查看find_pole_pairs.ino的例子。接着，我们需要定义 BLDCDriver3PWM 中电机的 PWM 引脚编号以及驱动器的使能引脚。
// 定义无刷直流驱动器
BLDCDriver3PWM driver = BLDCDriver3PWM(9, 10, 11);
然后，在 setup()中我们要先配置电源电压（如果不是跟例程一样是12V），再初始化驱动器。
// 电源电压
// 默认 12 V
driver.voltage_power_supply = 12;
driver.init();
然后，我们通过指定 motor.controller变量来告诉电机运行哪个控制环。
// 设置要使用的控制回路类型
// 运动控制类型::转矩
// 运动控制类型::速度
// 运动控制类型::角度
motor.controller = MotionControlType::velocity;
现在我们要来配置速度环PI控制器参数。
// 速度PI控制器参数
// 默认 P=0.5 I = 10
motor.PID_velocity.P = 0.2;
motor.PID_velocity.I = 20;
// 使用电压陡坡的急速控制
// 默认值为300伏/秒~ 0.3伏/毫秒
motor.PID_velocity.output_ramp = 1000;
// 默认电压供电
motor.voltage_limit = 6;
此外，我们可以配置低通滤波器的时间常数 Tf。
// 速度低通滤波
// 默认的5ms -尝试不同的值，选择最好的。
// 越低过滤越少
motor.LPF_velocity.Tf = 0.01;
更多速度环参数信息，请查看文档.
最后，我们将编码器和驱动板与电机连接，初始化硬件，初始化 Field Oriented Control（FOC）。
// 将电机连接到传感器上
motor.linkSensor(&encoder);
// 连接驱动器
motor.linkDriver(&driver);
// 初始化电机
motor.init();
// 校准编码器并启动FOC
motor.initFOC();
对驱动电机来说，最后也是最重要的一步当然就是将loopFOC放入 loop 函数中，让它能够不断循环了。
void loop() {
// 迭代FOC函数
motor.loopFOC();
// 迭代函数设置和计算速度环
// 这个函数可以在比loopFOC函数低得多的频率下运行
motor.move(target_velocity);
}
那么现在就让我们看看完整的代码吧！
更多参数和控制环配置信息，请查看BLDCMotor文档.完整Arduino代码
在完整代码中，我加入了一个小型串行 commander接口，使其能够实时改变速度的目标值。
#include <SimpleFOC.h>
// 软件中断库
#include <PciManager.h>
#include <PciListenerImp.h>
// 定义无刷直流电机
BLDCMotor motor = BLDCMotor( 14 );
// 定义无刷直流驱动器
BLDCDriver3PWM driver = BLDCDriver3PWM(9, 10, 11);
// 定义无刷直流电机
Encoder encoder = Encoder(A0, A1, 500);
// 中断程序初始化
void doA(){encoder.handleA();}
void doB(){encoder.handleB();}
// 编码器中断初始化
PciListenerImp listenerA(encoder.pinA, doA);
PciListenerImp listenerB(encoder.pinB, doB);
// 目标变量
float target_velocity=0;
// Commander 接口
Commander command = Commander(Serial);
void onTarget(char* cmd){ command.scalar(&target_velocity, cmd); }
void setup() {
// 初始化硬件编码器
encoder.init();
// 中断初始化
PciManager.registerListener(&listenerA);
PciManager.registerListener(&listenerB);
// 将电机连接到传感器上
motor.linkSensor(&encoder);
// 电源电压
// 默认 12 v
driver.voltage_power_supply = 12;
driver.init();
// 把马达连接到驱动器上
motor.linkDriver(&driver);
// 设置要使用的FOC环路
// 运动控制类型::转矩
// 运动控制类型::速度
// 运动控制类型::角度
motor.controller = MotionControlType::velocity;
// 根据控制配置控制器
// 速度PI控制器参数
// 默认 P=0.5 I = 10
motor.PID_velocity.P = 0.2;
motor.PID_velocity.I = 20;
// 使用电压陡坡的急速控制
// 默认值为300伏/秒~ 0.3伏/毫秒
motor.PID_velocity.output_ramp = 1000;
// 速度低通滤波
// 默认的5ms -尝试不同的值，选择最好的。
// 越低过滤越少
motor.LPF_velocity.Tf = 0.01;
//默认电压电源
motor.voltage_limit = 6;
// 初始化电机
motor.init();
// 校准编码器并启动FOC
motor.initFOC();
// 添加目标命令T
command.add('T', doTarget, "target velocity");
// 监控端口
Serial.begin(115200);
Serial.println("Motor ready.");
Serial.println("Set the target velocity using serial terminal:");
_delay(1000);
}
void loop() {
// 迭代FOC函数
motor.loopFOC();
// 0.5赫兹正弦波
//target_velocity = sin( micros()*1e-6 *2*M_PI * 0.5 );
motor.move(target_velocity);
// 迭代函数设置速度目标
command.run();
}