【代码库】FRDM-MCXE24x 上的无传感器磁场定向控制 (FOC)

AN14616：MCXE24x 上的无传感器磁场定向控制 (FOC)

本应用笔记介绍了如何在恩智浦 MCX E247 MCU 上实现 FOC，包括无传感器控制和基于正交编码器的控制。有关如何使用此软件的完整说明，请参阅AN14616 。

PMSM无传感器控制的演示代码使用以下NXP平台：

? FRDM-MCXE247

? 低压三相 PMSM 电机控制自由开发平台 (FRDM-MC-LVPMSM)

? 电机 LINIX 45ZWN24-40 或 Teknic M-2310P

本文档分为几个部分。文档开头介绍了硬件设置、处理器功能和外设设置。下一部分包含 PMSM 项目描述和电机控制外设初始化。最后一部分介绍了用户界面和其他示例功能。

主板：FRDM-MCXE247

类别：电机控制

外设：ADC、PWM

工具链：MCUXpresso IDE

目录

1. 软件
2. 硬件
3. 设置
4. 结果
5. 常见问题解答
6. 支持
7. 发行说明

1.软件

• 下载并安装MCUXpresso IDE V25.06 或更高版本。
• SDK250600FRDM-MCXE247
• 下载并安装最新版本的FreeMASTER (3.2.2.2)。
• 从 Git 存储库an-mc-pmsm-mcxe247下载代码。
• 适用于 Visual Studio Code 的 MCUXpresso：此示例支持适用于 Visual Studio Code 的 MCUXpresso，有关如何使用 Visual Studio Code 的更多信息请参阅此处。

2.硬件

• FRDM-MCXE247 板
• FRDM-MC-LVPMSM
• 电机：Linix 45ZWN24-40或 Teknic M-2310P
• USB Type-C 线缆
• 个人电脑

3. 设置

3.1 硬件设置

将FRDM-MC-LVPMSM扩展板连接到FRDM-MCXE247开发板的J1~J4 arduino 接口。将电机的三相线按相序连接到FRDM-MC-LVPMSM上的J7接口。

对于电机 LINIX 45ZWN24-40：
?白色宽?--A 相?；?蓝色
?宽?--B?相?；
?绿色宽?--C?相?。

对于电机 Teknic M-2310P：
?黑色宽?--A 相?；?红色
?宽?--B?相?；
?白色宽?--C?相?。

如果在 Teknic M-2310P 上使用正交编码器，请将传感器线从电机连接到FRDM-MC-LVPMSM上的?J8?：红色-J8- 5V；黑色--J8- GND；蓝色--J8- ENCA；橙色--J8- ENCB；棕色--J8- ENCI。

使用24V适配器为J6上的FRDM-MC-LVPMSM板供电。

使用 USB Type-C 线缆通过J13接口连接到FRDM-MCXE247开发板。编译完成后，使用工具栏中的调试按钮下载代码。根据板载调试器中的固件，在“ Debug As”中选择CMSIS-DAP或J-Link 。

3.2 导入项目

1. 打开 MCUXpresso IDE，在快速启动面板中，选择?从应用程序代码中心导入?。
   
2. 在搜索栏中输入演示名称。
3. 点击?复制GitHub链接?，MCUXpresso IDE将自动检索项目属性，然后单击?下一步>?。
4. 选择主分支然后点击?Next>?，选择MCUXpresso工程，点击Finish按钮完成导入。
5. 单击?“Build”?开始编译项目。
   
6. 从工具栏中选择GUI Flash 工具将可执行文件编程到电路板。
   

3.3 用户界面

该应用程序包含演示模式，用于演示电机旋转。您可以使用用户按钮或 FreeMASTER 进行操作。

1. 恩智浦开发板包含一个与端口中断关联的用户按钮（每当按下其中一个按钮时都会产生中断）。在 ISR 开始时，会执行一个简单的逻辑并清除中断标志。按下按钮时，演示模式启动。再次按下同一按钮时，应用程序将停止并转换回 STOP 状态。

? 开发板上的用户按钮（控制演示模式）：FRDM-MCXE247 - SW2

2. 与演示模式交互的另一种方式是使用 FreeMASTER 工具。FreeMASTER 应用程序由两部分组成：用于变量可视化的 PC 应用程序和在嵌入式应用程序中运行的一组软件驱动程序。串行接口在 PC 和嵌入式应用程序之间传输数据。此接口由开发板附带的调试器提供。

使用 FreeMASTER 进行远程控制（下一章）：在 FreeMASTER 变量监视中设置变量

3.4 电机配置

项目的源文件夹中有两个电机参数和控制参数头文件， ?“m1pmsmappconfig.h”?用于?LINIX 45ZWN24-40?，?“m2pmsmappconfig.h”?用于?Teknic M-2310P?。

如果使用?LINIX 45ZWN24-40?，则 m1pmsmappconfig应默认包含在头文件m1smsnsless.h (an-mc-pmsm-mcxe247motorcontrolpmsmpmsmfloatmcstatemachine) 中。

如果使用?Teknic M-2310P?，请将包含的文件更改为?m2pmsmappconfig?。

3.5 使用 FreeMASTER 进行远程控制

本节提供有关使用 FreeMASTER 控制传感器/无传感器 PMSM 磁场定向控制 (FOC) 应用的工具和推荐程序的信息。

您可以在www.nxp.com/freemaster下载最新版本的 FreeMASTER 。要运行包含 MCAT 工具的 FreeMASTER 应用程序，请双击位于 middlewaremotorcontrolfreemaster 目录中的 pmsmfloat.pmpx 文件。

文件夹。FreeMASTER 应用程序启动，并自动创建环境，如 *.pmpx 文件中所定义。

注意：在 MCUXpresso 中，FreeMASTER 应用程序可以直接从 motor_control/freemaster 文件夹中的 IDE 运行。

1. 将项目从您选择的 IDE 下载到 MCU 并运行它。
2. 打开 FreeMASTER 项目 pmsm_float.pmpx

要建立通信，请单击通信按钮（左上角的绿色“GO”按钮）。

4. 如果通信成功建立，右下角的 FreeMASTER 通信状态将从“未连接”变为“RS-232 UART 通信；COMxx；速度=115200”。否则，将出现 FreeMASTER 警告弹窗，如下所示：

6. 通过在变量监视中写入控制变量来控制 PMSM 电机。
7. 如果在Teknic M-2310P上使用基于正交编码器的传感器控制，请在3. 速度控制监视子块的变量监视窗口中将M1 MCATPOSESensor值切换为?1?（无传感器控制默认为0 ） 。

4. 结果

该板可以驱动电机，并且电机可以运转。

项目元数据

有关此示例的内容/正确性的问题可以作为此 GitHub 存储库中的问题输入。