基于STM32F030的4kHz电流环FOC控制程序

简介：
本项目开发了一套基于STM32F030微控制器的高精度电流环FOC（磁场定向控制）程序，实现高达4kHz的实时电流调节和电机高效驱动。 在STM32G431上参考simpleFOC代码实现了20kHz的FOC电流环。为了降低成本，将主控芯片从G431改为F030后，所有代码均采用浮点计算，并实现了一个频率为4kHz的电流环（FOC单周期时间成本约230us），控制效果尚可，可以作为初步参考。后续计划将其修改为定点计算以提高电流环的工作频率并优化控制性能。 程序架构采用了ST电机库方案，在ADC采样完成中断中执行FOC相关程序。驱动方式包括三个EN端和TIM1的三通道PWM输出，以及使用TIM3采集编码器AB相输入信号。此外，还通过3个通道的ADC进行扫描式采样以获取电桥低边通道上的电压值。 具体来说，TIM1采用了中心对齐模式1，并设置为PWM模式2，RCR设为1（每两次溢出触发一次中断，在下溢时启动ADC采样）。上电后电机将进入开环运行状态并校正Z相信号以确定编码器的初始偏移量。调试过程中需要手动将变量start_run修改成1来开始执行闭环程序。 FOC电流环的主要步骤包括：首先获取编码器计数值计算出当前电角度；接着采集三相电流值，通过Clarke变换和Park变换得到dq轴分量；然后经过低通滤波及PID调节后获得相应的电压控制信号；逆向Park变换并进行SVPWM占空比计算；最后将结果输出至TIM1以生成PWM波形驱动电机。