发帖
雷达卡
各类变频器，伺服驱动器相关的源码资料
“最近在拆解一台老式伺服驱动器时，突然有了一个有趣的类比——这些工业设备的控制程序就像是隐藏在金属壳体内的交响乐总谱。今天就带大家探索这些‘乐谱’的源代码中蕴含的秘密。
首先，让我们看看变频器中常见的SVPWM算法实现（基于STM32的伪代码）：
void GenerateSVPWM(float Ualpha, float Ubeta) {
// 扇区判断
int sector = (Ubeta > 0) ? 1 : 2;
sector += (Ualpha*0.866f - fabs(Ubeta)*0.5f > 0) ? 0 : 3;
// 矢量作用时间计算
float T1 = (sqrt3*Ts/Udc)*(Ualpha - Ubeta/sqrt3);
float T2 = (sqrt3*Ts/Udc)*Ubeta*2/sqrt3;
// 设置PWM占空比
TIM1->CCR1 = (uint16_t)((Ts - T1 - T2)/2 * PWM_FREQ);
TIM1->CCR2 = (uint16_t)((T1 + (Ts - T1 - T2)/2) * PWM_FREQ);
}这段代码的精妙之处在于使用简单的三角函数代替了传统的查表法，尤其是那个sqrt3近似值（1.732）的处理，不仅确保了实时性还节省了FPU资源。注意第7行的2/sqrt3实际上是将两次除法合并为一次乘法，这种优化在实时控制中至关重要。
谈到伺服控制，位置环的PID算法总是不可或缺。但许多开源项目中的实现有些‘俏皮’：
class ServoPID {
public:
void update(float error) {
integral += error * dt;
// 抗积分饱和处理
if(integral > max_output/Ki) integral = max_output/Ki;
output = Kp*error + Ki*integral + Kd*(error - last_error)/dt;
last_error = error;
}
private:
float Kp=0.8, Ki=12.0, Kd=0.02;
float integral=0, last_error=0;
};在这个类的update()方法中包含了两个实战技巧：一是将积分项的限制与输出限幅相关联（第5行），以避免‘windup’现象；二是将微分项的计算从常规的误差差分改为仅使用位置误差差分，实际测试表明这样做对机械传动间隙的容忍度更高。
现在分享一些干货，推荐几个值得研究的开源项目：
VESC项目中的磁场定向控制实现（https://github.com/vedderb/bldc）
重点关注bldc_controller.c中的电流环和速度观测器，尤其是他们利用定点数优化浮点运算的部分。
ODrive的力矩控制源码（https://github.com/odriverobotics/ODrive）
其encoder.cpp中有一个巧妙的正交编码器计数算法，通过异或和移位操作代替传统的状态机判断，在STM32F4上测试能够达到10MHz的计数频率。
最后提供一个小技巧：在分析商业驱动器的反汇编代码时（当然要在合法的前提下），留意类似0x40012C00这样的神秘数字，这很可能是指针地址。例如，看到以0x40000000开头的基本可以确定是Cortex-M系列的AHB1总线地址，沿着这条线索可以迅速找到PWM、ADC等外设的配置代码。
下次拆解设备时，不要仅仅关注电路板上的电容电阻，尝试提取flash芯片中的二进制文件，使用IDA Pro结合相应的MCU SDK进行逆向工程，或许能发现原厂工程师留下的调试日志（我就曾在某日本品牌驱动器中发现了用Shift-JIS编码的故障注释）。
这些代码如同工业控制领域的罗塞塔石碑，不仅记录了电磁转换的数学之美，也见证了无数工程师在示波器前调试的日夜。也许有一天，我们编写的代码也会成为他人研究的‘考古发现’呢？”
京公网安备 11010802022788号
