二、初始化程序設計

1、電機轉子初始定位

根據之前介紹的原理，本同步電機伺服驅動器系統采用的矢量控制理論是~=0的控制策略，即假定q電流為力矩電流，將電子電流解耦為勵磁電流和轉矩電流，其中為了實現電機轉子的磁場定向就必須知道轉子磁場相對于A相定子繞組的電角度。對于伺服驅動器，由于初始通電時系統的轉子位置是不定的，這就需要我們通過其他方法來獲取轉子的初始位置。

在本系統中用到的編碼器共有五個端口，即電源端口，地端口，A、B、Z三相信號端口。其中電源端口為U、V、W三相信號，通過這三路信號可以將一個360°的電角度區間劃分為6個均勻的區間。U、V、W信號之間會有不同的組合，而不同的組合在轉子運動時處于不同的60°區間，驅動器只要通過檢測信號組合處于哪個60°區間，即可大致判斷出轉子的電角度。

一般來說，伺服系統在實際工作過程中采用的電角度都處于每個區間的中間位置，即大電角度誤差為±30°。當電機開始轉動，編碼器的Z相信號會發出Z脈沖捕獲中斷觸發信號，這是一種根據編碼器Z相信號相對磁極位置固定，且每轉過一整圈就會出現的特點而發出的矯正信號，當系統收到這一矯正信息之后，便會消除電角度誤差。

由于存在電角度誤差，導致環球電機啟動時的電流解耦值是不準確的，實際產生的力矩電流波動范圍可達0.866?1.155倍，這在同步電機的運行過程中己經屬于較大偏差，很容易觸發系統硬件的欠流或過流警報，嚴重的情況下可能會燒毀元器件。通過下述措施可很好的解決這一問題:

1)適當減小力矩電流軟件限幅值。力矩電流軟件幅值的減小也會使實際輸出電流明顯減小，這樣即使解耦誤差很大，實際力矩電流也不會因過大而產生過流報警。但值得注意的是，不應將幅值限制過小，這樣會使得實際力矩電流過低，造成電機無法啟動。

2)適當減小硬件系統中過流報警電路的報警閾值。適當減小閾值即可消除因電路零漂導致的正負偏差，但同時需要注意不能將閾值設置過低，否則會導致報警頻繁，工作異常。

3)限制Z脈沖出現前的系統輸出。由于欠流或過流情況只會出現在系統初始通電階段，因此我們可以利用軟件在Z脈沖首次出現前對輸出信號進行限幅，保證系統的順利啟動，當系統接收Z脈沖信號并進行矯正之后即可取消限幅，恢復正常狀態。

2、初始化程序流程

驅動器通電運行時，初始化程序主要完成對寄存器、ARM外圍電流、EEPROM控制參數、屏幕顯示信息等的初始化操作。初始化流程圖如圖2所示。

由圖2可以看出，系統初始化主要完成系統控制的初始化操作，包括關閉看門狗和設定系統鎖相倍頻等，其他的輔助初始化操作還包括初始化PIE和外設等。在初始化過程中，為了防止PWM不同端口產生誤動作，需要關閉PWM;為了獲取轉子相對于光電編碼器的相對位置，需要在系統控制前對位置信號進行初始化。其中主要功能模塊的初始化過程

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