ODrive应用 #3 配置参数&指令

配置参数&指令

我们将使用作为每个ODrive对象的占位符。 每个ODrive控制器都是一个ODrive对象。 在odrivetool中通常是odrv0。 此外，我们将<axis>用作每个轴的占位符，这是ODrive对象的属性（例如odrv0.axis0）。 轴表示电动机的连接位置。（M0和axis0对应，M1和axis1对应）

轴相应的指令

在大多数情况下，可以单独控制ODrive上的两个轴。

状态机

轴的当前状态由<axis>.current_state指示。 用户可以使用<axis>.requested_state请求切换到其它状态。 启动后的默认状态为AXIS_STATE_IDLE。

1. AXIS_STATE_IDLE 禁用电机PWM，不执行任何操作。
2. AXIS_STATE_STARTUP_SEQUENCE 运行启动程序。
3. AXIS_STATE_FULL_CALIBRATION_SEQUENCE 运行电机校准，编码器偏移校准(如果编码器索引信号启用的话同时进行索引信号的搜索，如果要启用编码器索引脉冲信号设置 <axis>.encoder.config.use_index 为 True即可)。
4. AXIS_STATE_MOTOR_CALIBRATION 测量电机的相电阻和相电感。
   • 要存储测量结果，请将<axis> .motor.config.pre_calibrated设置为True，然后保存配置。 之后，您无需在下次启动时运行电机校准。
   • 运行此测量之后 <axis>.motor.config.phase_resistance 和 <axis>.motor.config.phase_inductance将会被修改。
5. AXIS_STATE_SENSORLESS_CONTROL 启动无传感器运行。
   • 确保电机已经被校准（<axis>.motor.is_calibrated 为 True）
   • 确保<axis>.controller.control_mode 已被正确配置。
6. AXIS_STATE_ENCODER_INDEX_SEARCH 电机沿一个方向旋转，直到搜索到编码器索引。 仅当<axis> .encoder.config.use_index为True时才能进入此状态。
7. AXIS_STATE_ENCODER_OFFSET_CALIBRATION 电机沿一个方向旋转几秒钟，然后反方向旋转以测量编码器位置和电机电气相位之间的偏移。
   • 仅当电机已被校准（<axis> .motor.is_calibrated为True）时才能进入此状态。
   • 成功执行完编码器校准之后<axis>.encoder.is_ready将会变为True。
8. AXIS_STATE_CLOSED_LOOP_CONTROL 电机闭环运行模式。
   • 该状态的具体运行和控制模式有关。
   • 仅当电机已校准（<axis> .motor.is_calibrated）并且编码器已准备好（<axis> .encoder.is_ready）时才能进入此状态。

启动程序

默认情况下，ODrive在启动后执行任何操作，并立即进入空闲状态。

想要更改启动后的程序，请将您想要启动后被执行的项置为True。

ODrive启动后将按以下所示被设置为True的进行执行。

• <axis>.config.startup_motor_calibration
• <axis>.config.startup_encoder_index_search
• <axis>.config.startup_encoder_offset_calibration
• <axis>.config.startup_closed_loop_control
• <axis>.config.startup_sensorless_control

有关每个状态的说明，请参见状态机。

控制模式

默认控制模式是位置控制。
如果要使用其他模式，则可以设置<axis>.controller.config.control_mode为如下的任意值：

• CTRL_MODE_POSITION_CONTROL
• CTRL_MODE_VELOCITY_CONTROL
• CTRL_MODE_CURRENT_CONTROL
• CTRL_MODE_VOLTAGE_CONTROL - 通常不使用此模式

控制指令

• <axis>.controller.pos_setpoint = <encoder_counts>
• <axis>.controller.vel_setpoint = <encoder_counts/s>
• <axis>.controller.current_setpoint = <current_in_A>

系统监控指令

编码器位置和速度

• 使用 <axis>.encoder.pos_estimate [counts] 来查看当前编码器的位置
• 使用 <axis>.encoder.vel_estimate [counts/s]来查看当前电机转速

电机电流和转矩估算

• 使用 <axis>.motor.current_control.Iq_setpoint [A] 来查看当前设置的电机电流
• 使用 <axis>.motor.current_control.Iq_measured [A]来查看当前电机的实际电流，如果您发现这个数据有噪声，可以直接用设置的电机电流来替代，因为在给定电压下电机没有达到最大转速的情况下，电机实际电流应该几乎等于设置的电机电流，否则电机的实际电流可能小于设置的目标电流。
  通过电机电流和电机的KV值，可以使用以下关系估算电机的转矩：转矩[N.m] = 8.27 *电流[A] / KV。

通用系统指令

保存配置

所有带有.config的变量都可以保存到ODrive的非易失性存储器中，因此在断电后它们仍然存在。 相关命令为：

• <odrv>.save_configuration(): 保存配置到ODrive的非易失性存储器中。
• <odrv>.erase_configuration(): 将所有配置重置为出厂默认值。仅在重启后才有效。 该命令会使电机停止（如果正在运行），并且USB通信会暂时中断。 这是因为擦除闪存会使微控制器挂起几秒钟。

诊断ODrive

• <odrv>.serial_number: 唯一标识您ODrive的序列号。 当以大写十六进制(hex(<odrv> .serial_number).upper()))打印时，该串序列号与USB描述符指示的序列号相同。
• <odrv>.fw_version_major, <odrv>.fw_version_minor， <odrv>.fw_version_revision: ODrive的固件版本。
• <odrv>.hw_version_major, <odrv>.hw_version_minor, <odrv>.hw_version_revision: ODrive的硬件版本。

设置无传感器模式运行

ODrive可以在没有编码器/霍尔反馈的情况下运行，但是有最低转速限制，通常约为几千转/分。
此模式下和使用编码器模式下转速的单位不再是counts/s，而是电机的电气角速度 rad/s。控制增益的单位也会有所不同。 例如, vel_gain 单位为 A/(rad/s)而不再是 A/(count/s)。
举个例子，假设您有一个7对极的电机，并且想以3000 RPM的转速运行。 vel_setpoint应该被设置为3000 * 2 * pi / 60 * 7 = 2199 rad/s。
以下是建议的参数配置。 请注意，您必须正确设置pm_flux_linkage才能使无传感器模式正常工作。

odrv0.axis0.controller.config.vel_gain = 0.01
odrv0.axis0.controller.config.vel_integrator_gain = 0.05
odrv0.axis0.controller.config.control_mode = 2
odrv0.axis0.controller.vel_setpoint = 400
odrv0.axis0.motor.config.direction = 1
odrv0.axis0.sensorless_estimator.config.pm_flux_linkage = 5.51328895422 / (<pole pairs> * <motor kv>)

使用以下指令来启动电机：

<axis>.requested_state = AXIS_STATE_SENSORLESS_CONTROL

如果您有任何问题或疑问，欢迎您加入ODrive社区或QQ群 851421965 进行交流。