feat(FOC): 添加快速电压检测功能和PWM调试模式

新增基于跌幅检测的快速电压保护机制,在100us周期内响应电压异常,
当电压跌幅超过阈值或低于绝对下限时立即关机保护。同时添加PWM输出
调试模式便于硬件测试。

BREAKING CHANGE: 重构了电压检测逻辑,采用峰值跟踪算法替代固
定阈值检测,提高在动态供电环境下的可靠性
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2026-04-26 03:36:21 +08:00
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@@ -18,6 +18,7 @@ extern angle_sensor KTH7823;
extern CAN_transmiter CAN0_transmiter;
extern EncoderVelocityKalman Vel_kalman; // 速度滤波
extern CurrentKalman Current_kalman;
extern u16 adc_value[6]; // ADC DMA缓冲区,用于快速电压检测
// 初始变量及函数定义
#define _constrain(amt, low, high) \
@@ -293,6 +294,18 @@ float FOC_Controller::drv_hold() {
Set_3Pwm(hold_pwm_duty, 0, 0);
return hold_pwm_duty;
}
/**
* @brief PWM模式(调试)
*/
float FOC_Controller::PWM_out() {
float hold_pwm_duty = target_velocity/100;
Set_3Pwm(hold_pwm_duty, hold_pwm_duty, hold_pwm_duty);
return hold_pwm_duty;
}
/**
* @brief 电机恢复
*
@@ -318,6 +331,67 @@ void FOC_Controller::update_power(float voltage) {
}
}
/**
* @brief 快速电压检测(在电机控制循环中每100us调用一次)
*
* 直接从DMA缓冲区读取最新ADC值,检测电压跌幅
* 响应时间 < 200us
*
* 算法:
* 1. 使用峰值检测算法跟踪当前额定电压(vbus_reference)
* - 电压上升时,基准电压跟随
* - 电压下跌时,基准电压保持(不跟随下跌)
* 2. 计算电压跌幅 = 基准电压 - 当前电压
* 3. 关机条件(满足任一即可):
* - 电压跌幅超过 VBUS_DROP_THRESHOLD
* - 电压低于绝对下限 VBUS_ABSOLUTE_MIN
*
* 参数定义在 config.h 中:
* - VBUS_DROP_THRESHOLD: 电压跌幅阈值 (默认5V)
* - VBUS_ABSOLUTE_MIN: 绝对最低电压 (默认8V)
* - VBUS_DEBOUNCE_COUNT: 防抖计数 (默认5次)
*/
void FOC_Controller::fast_voltage_check(void) {
// 直接从DMA缓冲区读取最新ADC值(通道5是Vbus)
float current_vbus = adc_value[5] * (3.3f / 4096.0f) * 11.0f;
// 更新基准电压(峰值检测)
// 电压上升时,基准电压跟随;电压下跌时,基准电压保持
if (current_vbus > vbus_reference) {
vbus_reference = current_vbus;
}
// 电压下跌时不更新基准电压,保持之前的峰值
// 更新上次电压值
last_vbus_fast = current_vbus;
// 计算电压跌幅(相对于基准电压)
float voltage_drop = vbus_reference - current_vbus;
// 关机条件(满足任一即可):
// 1. 电压跌幅超过阈值
// 2. 电压低于绝对下限
bool drop_exceeded = (voltage_drop > VBUS_DROP_THRESHOLD);
bool below_absolute = (current_vbus < VBUS_ABSOLUTE_MIN);
if ((drop_exceeded || below_absolute) && (!is_shut_down)) {
// 电压跌落计数(防抖)
vbus_drop_count++;
if (vbus_drop_count >= VBUS_DEBOUNCE_COUNT) {
// 确认需要关机,立即停机
drv_stop();
motor_sleep();
is_shut_down = true;
emergency_shutdown = true; // 标记紧急关机,低频任务会执行保存
vbus_drop_count = 0; // 重置计数器
}
} else {
// 电压正常,重置计数器
vbus_drop_count = 0;
}
}
/**
* @brief 速度开环控制
*
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View File
@@ -30,12 +30,18 @@ class FOC_Controller {
bool voltage_error = false;
bool is_shut_down = false;
bool thermal_shutdown = false; // 过热关机标志
bool emergency_shutdown = false; // 紧急电压跌落关机标志
float voltage_power_supply = 24.0f; // 电源电压
float v_safe = voltage_power_supply / 1.05f;
float duty_a = 0, duty_b = 0, duty_c = 0;
float Ua = 0, Ub = 0, Uc = 0;
// 快速电压检测相关成员(基于跌幅检测)
float vbus_reference = 0.0f; // 基准电压(峰值检测,跟踪当前额定电压)
float last_vbus_fast = 0.0f; // 上次电压值(快速检测用)
u32 vbus_drop_count = 0; // 电压跌落计数器(防抖)
float cur_loop_p = DEFAULT_current_loop_p;
float vel_loop_p = DEFAULT_vel_loop_p;
float ang_loop_p = DEFAULT_angle_loop_p;
@@ -60,8 +66,10 @@ class FOC_Controller {
void resume(void);
void drv_stop(void);
float drv_hold(void);
float PWM_out(void);
void shut_down_thermal(void); // 过热关机
void resume_from_thermal(void); // 过热恢复
void fast_voltage_check(void); // 快速电压检测(100us周期调用)
// 此处默认值不作数
PIDController vel_loop =