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关于电调FOC方案的电流波形改善

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发表于 2016-7-18 14:50:53 | 显示全部楼层 |阅读模式
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我手上有一个microchip 的MCLV-2 开发板,现在已经做到除了Sqrt 和 Cordic之外都改成C语言,而且实际测试中电机已经运作无误。但是现在测试性能,我使用官网的例程,未做任何修改,发现电机的闭环电流波形很差。开环是一个完美的正弦波
首先我使用的是淘宝上的 42BLF02无刷电机,相电感250uH 电阻 0.45R(使用LCR表测试),PWM频率为28K。 滑膜增益#define SMCGAIN        0.8        ,#define MAXLINEARSMC    0.01,D Q轴的PI参数均为 Kp0.04  Ki 0.008。 由于开环角度是强制角度,所以波形很好,是一个正弦波,而闭环波形很差,应该就是角度不对,所以请大神指导下下一步该如何调试呢
QQ截图20160718144632.jpg

最佳答案

查看完整内容[请看2#楼]

这个正常,低速下电流波形会受到反电势影响,用手捏紧点后,波形就应该是正弦了。波形有点不对称,跟一些参数有关系,但也没事影响不大,关键是在带载后OK就行了。
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发表于 2016-7-18 14:50:54 | 显示全部楼层
本帖最后由 dasuantou 于 2016-7-19 22:13 编辑

这个正常,低速下电流波形会受到反电势影响,用手捏紧点后,波形就应该是正弦了。波形有点不对称,跟一些参数有关系,但也没事影响不大,关键是在带载后OK就行了。
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 楼主| 发表于 2016-7-18 14:55:59 | 显示全部楼层
速度环PI已经被屏蔽,点位计的值直接为Q轴参考电流
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 楼主| 发表于 2016-7-20 08:37:40 | 显示全部楼层
本帖最后由 随风灬而逝 于 2016-7-20 08:44 编辑

谢谢回复
十分感谢,
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 楼主| 发表于 2016-7-20 08:38:21 | 显示全部楼层
dasuantou 发表于 2016-7-18 14:50
这个正常,低速下电流波形会受到反电势影响,用手捏紧点后,波形就应该是正弦了。波形有点不对称,跟一些参 ...

十分感谢,这个解释给了我继续下去的信心啊!
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 楼主| 发表于 2016-7-20 08:56:22 | 显示全部楼层
dasuantou 发表于 2016-7-18 14:50
这个正常,低速下电流波形会受到反电势影响,用手捏紧点后,波形就应该是正弦了。波形有点不对称,跟一些参 ...

对于波形不是很好,我自己对于算法中寻找原因,最终发现在估算电流那块出现一些问题,也就是EstIalpha 和 Ialpha出现了比较大的不同步,如下,其中绿色波形为估算电流。 在这个中发现 滑膜的MAXLINEARSMC,对于估算电流的纹波影响很大,而对于如何使估算电流和实际电流的相位尽量保持一致还是毫无头绪,不知道大神是否做过相关的实验?给我指一个方向,这个属于纯粹自己提升下,自己一个人摸索,比较痛苦。。
1-2-1.png 1-3-1.png 1-3-2.png
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 楼主| 发表于 2016-7-20 11:43:58 | 显示全部楼层
哈哈  今天终于找到方法了  EstIalpha   Ialpha 的波形 1-5-2.png
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发表于 2016-7-21 09:41:39 | 显示全部楼层
随风灬而逝 发表于 2016-7-20 11:43
哈哈  今天终于找到方法了  EstIalpha   Ialpha 的波形

很早是用的AN1078入的门,我给很多朋友推荐过,现在我是用英飞凌的XMC1301 ARM M0核来做无感FOC电调,有兴趣可以到阿mo论坛去看看我写的一些相关帖子,什么无感FOC之类的,但我的号被封了,就没有再去了。
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 楼主| 发表于 2016-7-21 11:46:46 | 显示全部楼层
dasuantou 发表于 2016-7-21 09:41
很早是用的AN1078入的门,我给很多朋友推荐过,现在我是用英飞凌的XMC1301 ARM M0核来做无感FOC电调,有 ...

哦 ,好的,我没有账号,去阿mo找找帖子看看,我做过四年多电机硬件,包括永磁同步电机FOC 有位置的硬件设计以及中等功率的10KW磁阻电机的硬件,软件一直做得是有位置的,今年项目空隙时间就搞搞FOC,提升自己。毕竟PIC的平台玩了好几年。现在用的是AN1078入门,基本上除了几个数学函数,其他的我都用C改写了一遍,整个流程都已经弄的很清楚。在我计划中,下一步将启动坐下改进以及仔细调整电流环,并试验下AN1292中的PLL算法。再更换一个外转子的电机,初步选用朗宇的V3508 380KV的电机,然后再用国产的MCU Giga Device 做一板硬件。

另外,请教前辈一个问题,电流波形不是很光滑,也就是在波峰和波谷比较尖,这种现象是属于PI过调吗?
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发表于 2016-7-21 17:49:28 | 显示全部楼层
本帖最后由 dasuantou 于 2016-7-21 17:53 编辑
随风灬而逝 发表于 2016-7-21 11:46
哦 ,好的,我没有账号,去阿mo找找帖子看看,我做过四年多电机硬件,包括永磁同步电机FOC 有位置的硬件 ...

用STM32F103或STM32F301做试验是最好的,让想法没有限制,搞定之后,想怎么移植就怎么移植。

一般航模电机的电感很小,所以要尽可能地加大PWM的频率,另外,死区时间也可以小些,这样电流就更加光滑了。

低KV马达没卵用,最好用那种便宜的新西达1000KV的电机做试验,记住没有出师之前不要轻易使用电池,花个100块,买个2A限流的可调稳压电源,一过流就自动断电,不存在烧MOS可能,等算法OK后,再玩真的,这样烧板的机会就极少了,焊板修理很费时间精力的,祝你好运!
我的无感FOC已经在精灵2上飞过了,相比于原装方波电调,飞完后,电机只是温温的,而原装的则比较烫手,可以到优酷看。
有机会我会放点无感FOC的图片和视频上来,我是海绵宝宝。
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 楼主| 发表于 2016-7-21 21:22:53 | 显示全部楼层
dasuantou 发表于 2016-7-21 17:49
用STM32F103或STM32F301做试验是最好的,让想法没有限制,搞定之后,想怎么移植就怎么移植。

一般航模 ...

恩,我在阿mo论坛看到一下您的相关帖子,现在在拜读
Giga Device 是国产ARM的MCU,这个号称能够Pin To Pin的替代ST的MCU,以致于前两年他们根本不出数据手册,直接参考ST的就行。 这个MCU是我们这边的一个合作的**商强烈推荐,他们的支持不予余力,得试试
那个低KV值的电机,我们这边不是做消费级别的产品,在项目间隙我说我想学FOC,我得项目经理就把那个电机给我了,说: 你就拿他做目标吧。。。。 低KV值的电机 和高KV值得电机有什么区别吗? 刚踏入电调行业也不是很懂,去年一年主要在公司做精密仪器,那个项目所用的算法是和飞控有百分之八十一样的。结果不景气就跟别的组一起做飞控了。。
关于电源,我做硬件四年多了,烧的管子屈指可数(做开关电源的时候爆了几个)哈哈。。  肯定是用稳压源的。
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发表于 2016-7-22 09:34:24 | 显示全部楼层
本帖最后由 dasuantou 于 2016-7-22 09:37 编辑
随风灬而逝 发表于 2016-7-21 21:22
恩,我在阿mo论坛看到一下您的相关帖子,现在在拜读
Giga Device 是国产ARM的MCU,这个号称能够Pin To P ...

兆易很早听说了,不过我只用国外的芯片。
无感FOC基本有2个难点,一是好的启动,二是高速支持。用低KV的电机一般带大桨来考验启动算法,用穿越机电机和桨来测试高速效果。
现在基本上除了DJI用的TI INSTA FOC方案和基于ST库的高频注入方案,绝大多数都是靠开环强制启动,但那种方法没什么鸟用的,顶多就是让工程师拿自己的电机苦逼地调好参数给客户看,可一旦客户拿个自己的电机就基本带不动了,当然,客户会厚道地说,还要改进一下,然后就没有然后了。
在做50V,稳态100A,瞬间电流3,400A的高压植保机时,这个要求就比做开关电源难度要高一点点了,就算再有经验,在没有完全搞通的情况下,都会面临烧管甚至整个控制器烧掉的过程。
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 楼主| 发表于 2016-7-25 14:01:29 | 显示全部楼层
dasuantou 发表于 2016-7-22 09:34
兆易很早听说了,不过我只用国外的芯片。
无感FOC基本有2个难点,一是好的启动,二是高速支持。用低KV的 ...

关于启动,有想过过使用高频注入,就目前对于我来说还是比较遥远的事情,我看到一篇赛普拉斯的文档  http://china.cypress.com/file/228406/download ,大神帮忙看看这篇文档是否说的很详细,有根据这篇文档来试试传说中的算法。
关于低压高电流的电调,距离我还是比较遥远,要走的路还是很多,现在主要是根据1078 来充实下自己,学些新的东西。然后把小的电调做出来就算是成功了。
AN1078的 电流波形我调整了差不多一周了,现在陷入死胡同了,大神能给个方向吗? 1078是否能够做出一个完美的正弦波呢?
TEK00023.jpg
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发表于 2016-7-25 16:39:56 | 显示全部楼层
本帖最后由 dasuantou 于 2016-7-25 16:41 编辑
随风灬而逝 发表于 2016-7-25 14:01
关于启动,有想过过使用高频注入,就目前对于我来说还是比较遥远的事情,我看到一篇赛普拉斯的文档  http ...

高频注入是能够很好解决启动的算法,我见过用ST库做的DEMO用的高频注入效果极好,完全无反转地慢慢启动。
负责任的说,AN1078是绝对,肯定地能够出来漂亮的正弦波的。
先选个好点的电机,不要一般的BLDC,而是PMSM,可以淘宝。
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发表于 2016-9-3 17:39:40 | 显示全部楼层
dasuantou 发表于 2016-7-25 16:39
高频注入是能够很好解决启动的算法,我见过用ST库做的DEMO用的高频注入效果极好,完全无反转地慢慢启动。 ...

海绵宝宝大师:终于在这里看到你了,现在还时不时的去am论坛上看你的帖子;看了你在这里的帖子,远没有在am论坛上活跃呢,最近是不是很忙?买了红色的旺财开发板,上电测试一把,惊艳绝群,惊骇至今!有没有打算把FOC开发板继续做下去呢?一直等你的下文,经常去看你的淘宝店,头像一直是灰的!

有个想法:请原子板子哥开个电机驱动分论坛,你做分论坛版主如何?在这里宝宝大师继续诲人不倦的发表高见,带动想学习电机驱动的小弟们继续求索,这个对聚积论坛人气很有帮助。现在论坛上多谈STM32系列ARM的入门级学习,如果把学习和应用部分结合起来会有更上一层楼。

致原子版主:聘宝宝做电机驱动版主,他是am论坛FOC无感驱动一流高手,一定会吸引来更多的高手来到贵坛。

致dasuantou: 把am论坛上你的《基于XMC1301的最新无感FOC启动算法演示》的图片和视频再发一遍到该论坛吧,原来的看不到了,当时 没有及时下载,罪过!!

大家可以去am网学习海绵宝宝关于FOC无感驱动知识,他在am的名字是:Mandylion2008,搜索一下就能出来!

你的追随者向你致敬!
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发表于 2016-9-3 18:06:16 | 显示全部楼层
zpwkxg 发表于 2016-9-3 17:39
海绵宝宝大师:终于在这里看到你了,现在还时不时的去am论坛上看你的帖子;看了你在这里的帖子,远没有在 ...

感谢兄弟的溢美之词,我实在是羞愧难当!!!天外有天,人外有人,我只是一个比较执着技术的工程师而已,绝不敢夜郎自大的。

因为阿mo论坛封了我的帐号,所以就没有机会去继续发帖了,那个红色的旺财板只是一个水平一般但绝对用心的东西,现在已经有翻天覆地的改进了。我是准备再设计和制作一批最新改进的无感FOC电调的,正在准备中,到时候我会给每一个买了板子的朋友免费送一个的,可以兼容DJI的2312电机,也可以兼容淘宝上的便宜的1,20块的1000KV的那种橙色电机,这样玩起来就非常便宜了。

为什么要等那么久,一方面是花了几个月的时间给一家公司开发高压植保机电调,另外,我希望做到TI INSTA FOC的效果,目前可以算是极其逼近了,反正我的自我要求就是两个,一个是效果绝对令人惊讶,再一个就是可靠,怎么搞都不坏。

别忘了告诉我你的购买ID,谢谢!
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发表于 2016-9-3 19:17:07 | 显示全部楼层
期待大作出世,dasuantou一直在坚持,在和FOC死磕,感觉你就是硬汉一个!你一直记着在amo网上给大家的承诺,感动。。。!
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发表于 2016-9-3 19:18:52 | 显示全部楼层
是攻城狮们做人做事的榜样,不恭维,不浮夸,真心话。
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发表于 2016-10-9 15:54:48 | 显示全部楼层
mark 一下,很好。自己也想做FOC,但是还没有入门。
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发表于 2016-10-9 15:56:25 | 显示全部楼层
有没有入门级的帖子可以分享一下,阿mo很多人说不好,现在搞得很差,本来想花60大洋注册号的。现在也没有这个想法了。希望在阿mo里的大牛都来这个论坛,感觉这个论坛是不是搞FOC的人少些
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zoujianxun 发表于 2016-10-9 15:56
有没有入门级的帖子可以分享一下,阿mo很多人说不好,现在搞得很差,本来想花60大洋注册号的。现在也没有这 ...

关于入门,MICROCHIP的AN1078是最好了,但有些部分是用汇编写的,比较的恶心。
作为完整的C程序参考,我觉得可以参考英飞凌的应用笔记和NXP的应用笔记,都是全C,没有库,现在基本考虑ARM核的单片机,因为它的JLINK配KEIL来调试真的是完美的体验!PICKIT3没法比的!
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发表于 2016-10-11 10:46:53 | 显示全部楼层
谢谢,我自己不想用别人的库来编写程序,总觉得自己那样做学不到什么东西。一心想自己完全用自己的代码实现FOC。现在在分析AN1078,还没有分析完。dasuantou哥,你能不能把你在英飞凌和NXP的入门应用笔记发给我,还有他们的C语言代码。我怕自己下载到了分析半天发现分析的不是自己想学习的。我全部软件自己写,不想依赖别人的任何库。谢谢蒜头哥。
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发表于 2016-10-11 10:52:12 | 显示全部楼层
看到蒜头哥德回复很是紧张,忘记说了一句话补上:

谢谢蒜头哥的回复。

蒜头哥,你召小弟吗?价格可以商量,我现在主要做无刷电机方波控制,感觉这样下去薪水不会有飞跃性的增长,现在又有了孩子,经济有些困难,想尽快掌握FOC方面的知识,今后能找到更好的工作。不瞒你说,工资还没有10K。上班4年,在深圳。你方便吗?我可以去找你谈谈经验吗?我的电话:15552005550 邮箱:zou_jianxun@163.com
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发表于 2016-10-12 01:03:17 | 显示全部楼层
dasuantou 发表于 2016-9-3 18:06
感谢兄弟的溢美之词,我实在是羞愧难当!!!天外有天,人外有人,我只是一个比较执着技术的工程师而已, ...

海绵大师  最近还在研究云台吗 我也在研究飞y的 能不能一起交流下
让代码飞
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发表于 2016-10-12 09:38:33 | 显示全部楼层
zoujianxun 发表于 2016-10-11 10:52
看到蒜头哥德回复很是紧张,忘记说了一句话补上:

谢谢蒜头哥的回复。

都是一样的工程师,兄弟太抬举了。
不用担心自己学的不是最好的,一般来说,初学者一般都会幻想着找到一个唯一的秘籍然后好好苦练,这个想法也不能说不对,其实,反过来想,多多接触不一样的东西是有利于经验和辨别能力的,广见博闻才对,伊索寓言里说过,最可怕的是只懂一件事情的人。

关于英飞凌的FOC,可以使用DAVE3自动生成,官网有对应的PCB文件和电路图,以及详细的生成步骤PDF,静下心好好研究就是,先不要关注外界的浮华。
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谢谢蒜头哥。我上网上看看。
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 楼主| 发表于 2016-10-13 15:50:58 | 显示全部楼层
zoujianxun 发表于 2016-10-12 11:31
谢谢蒜头哥。我上网上看看。

AN1078很不错的入门的,我觉得看汇编更好,通过看汇编源码,把他改成C的过程中能够了解更多的平时不注意的细节
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您好,我AN1078的PDF文档,但是我没有源代码,你能给我一个源代码的下载链接吗,或则发给我,我的邮箱zou_jianxun@163.com.谢谢
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zoujianxun 发表于 2016-10-14 10:05
您好,我AN1078的PDF文档,但是我没有源代码,你能给我一个源代码的下载链接吗,或则发给我,我的邮箱.谢谢

http://www.microchip.com/wwwAppN ... px?appnote=en530042
版本挺多的  主要是根据MCU型号,但是最新版本的算法是封装起来的  下载2012年的那些版本应该问题不大
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发表于 2016-12-1 14:12:26 | 显示全部楼层
zpwkxg 发表于 2016-9-3 17:39
海绵宝宝大师:终于在这里看到你了,现在还时不时的去am论坛上看你的帖子;看了你在这里的帖子,远没有在 ...

你好! 请问一下海绵宝宝大师的开发板叫什么?我搜旺财开发板没搜到....
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发表于 2016-12-1 14:14:28 | 显示全部楼层
请问一下海绵宝宝大师的开发板叫什么?  我没能找到
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dingding618 该用户已被删除
发表于 2016-12-9 16:18:09 | 显示全部楼层
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dingding618 该用户已被删除
发表于 2016-12-9 16:23:17 | 显示全部楼层
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发表于 2016-12-10 18:19:22 | 显示全部楼层
leozzz 发表于 2016-12-1 14:14
请问一下海绵宝宝大师的开发板叫什么?  我没能找到

嗨,兄弟,这个板子基本卖完了,我还得给自己留个几套做开发,不好意思哈。
不过在春节前后,我会开发基于STSPIN32F0或是XMC1402的新的版本电调,准备做个小的,价格也会很便宜,可以兼具学习和飞行的。
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dingding618 该用户已被删除
发表于 2016-12-11 09:57:06 | 显示全部楼层
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发表于 2016-12-14 15:29:29 | 显示全部楼层
dasuantou 发表于 2016-12-10 18:19
嗨,兄弟,这个板子基本卖完了,我还得给自己留个几套做开发,不好意思哈。
不过在春节前后,我会开发基 ...

嗯嗯!!!膜拜楼主~!!!
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dasuantou 发表于 2016-7-21 09:41
很早是用的AN1078入的门,我给很多朋友推荐过,现在我是用英飞凌的XMC1301 ARM M0核来做无感FOC电调,有 ...

你是海绵宝宝 我的号也他吗封了。
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发表于 2016-12-22 14:11:14 | 显示全部楼层
本帖最后由 dasuantou 于 2016-12-22 14:16 编辑
wangyuyuwang 发表于 2016-12-22 10:49
你是海绵宝宝 我的号也他吗封了。

干脆所有搞电机的都转到这里来,那个鬼磨动不动就搞钱,素质不是一般的差,感觉是BYD。
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发表于 2016-12-24 09:36:40 | 显示全部楼层
赞成搞电机的转移到这来来,请原子开个电机控制模块。
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发表于 2017-3-1 16:26:54 | 显示全部楼层
zpwkxg 发表于 2016-12-24 09:36
赞成搞电机的转移到这来来,请原子开个电机控制模块。

顶起,这个必须有啊!!!
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发表于 2017-4-10 09:36:20 | 显示全部楼层
哈哈,这是都是被封过号的啊,我也是给封了,说什么一个月没有上线,短信问他为什么没有邮件通知,也不回话。
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zoujianxun 发表于 2016-10-9 15:56
有没有入门级的帖子可以分享一下,阿mo很多人说不好,现在搞得很差,本来想花60大洋注册号的。现在也没有这 ...

我也准备搞一下FOC这块的,有空多多交流一下哈
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JERRY88 该用户已被删除
发表于 2017-5-8 10:57:09 | 显示全部楼层
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发表于 2017-7-22 14:09:11 | 显示全部楼层
随风灬而逝 发表于 2016-7-21 21:22
恩,我在阿mo论坛看到一下您的相关帖子,现在在拜读
Giga Device 是国产ARM的MCU,这个号称能够Pin To P ...

好奇问一下坛友,做精密仪器上的算法有80%跟飞控一样?那是什么仪器...
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 楼主| 发表于 2017-7-24 08:18:27 | 显示全部楼层
leozzz 发表于 2017-7-22 14:09
好奇问一下坛友,做精密仪器上的算法有80%跟飞控一样?那是什么仪器...

一款在地下测量设备当前的姿态仪器,因为在地下,不能用现有的陀螺,地磁等。选用的都是模拟器件
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随风灬而逝 发表于 2016-7-20 11:43
哈哈  今天终于找到方法了  EstIalpha   Ialpha 的波形

具体怎样做?我也遇到这个,谢谢
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JERRY88 发表于 2017-5-8 10:57
麻烦介绍一下您的方法,谢谢

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发表于 2017-12-25 16:55:55 | 显示全部楼层
请问谁有蒜头大大的联系方式,望告知,非常感谢,可红包酬谢
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发表于 2018-7-23 16:01:02 | 显示全部楼层
本帖最后由 sjh2101 于 2018-7-23 21:47 编辑

@随风灬而逝 进展如何,我也是正在学习1078,计划用c改写。有些看得比较恶心,尤其是涉及到q15的运算。有些标注不清楚的就搞不清是整数还是小数了。现在连一个乘2的操作,我都提心吊胆。
请教一个问题,a01078中,空间矢量调制SVM中:  如果将Vα 和Vβ 颠倒,则会产生一个参考轴,该轴相对于 SVM星型偏移30度。为何要进行颠倒??如何得到偏移30度的确切角度??

希望有机会交流。

@suanni13 你在论坛提问他吧,他比较忙哈。你的问题要有针对性,得让他感兴趣哈。祝好运!


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