探索STM32G431实现无感FOC驱动：从高频注入到滑膜观测器

stm32g431 HFI SMO FOC方波高频注入加滑膜观测器无感FOC驱动资料，零速带载启动，低速持续注入，实现无感驱动低速运行，堵转有力，中高速转入滑膜观测器，平滑过渡。包括完整的cubemx配置文件，mdk工程，原理图和开发笔记，代码全C语言，宏定义选项均有中文注释，方便移植到自己的项目中。

最近在研究电机驱动这块，发现STM32G431实现的无感FOC驱动相当有意思，今天就来跟大家分享一下这个基于HFI SMO（高频注入滑膜观测器）的无感FOC驱动方案。

一、整体方案概述

这个方案实现了零速带载启动，在低速的时候持续进行高频方波注入，这样就能实现无感驱动在低速下稳定运行，而且堵转的时候劲儿还挺大。到了中高速阶段，就平滑地转入滑膜观测器进行控制。整个过程的切换很丝滑，电机运行相当稳定。

二、资源说明

这里给大家准备了一整套资料，包括完整的Cubemx配置文件，用这个配置起来STM32G431的各种外设就很方便，就像搭积木一样。还有MDK工程，这就是咱们写代码和编译运行的主阵地啦。原理图也必不可少，能帮我们清晰地了解硬件连接关系。另外还有开发笔记，记录了整个开发过程中的各种要点和心得。

而且代码全部是用C语言写的，宏定义选项都加了中文注释，就算你要移植到自己的项目里，也能轻松看懂，移植难度大大降低。

三、代码示例与分析

咱们来看一段简单的初始化代码，比如定时器初始化，这在FOC算法里是很关键的部分，用于产生PWM信号来驱动电机。

c 复制代码

// 定时器初始化函数
void TIM_Init(void) {
    TIM_HandleTypeDef htim;
    // 这里是定时器基本配置结构体
    TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
    TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};

    htim.Instance = TIMx; // 这里假设TIMx是你实际使用的定时器
    htim.Init.Prescaler = prescaler_value; // 设置预分频器，调整定时器时钟频率
    htim.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; // 向上计数模式
    htim.Init.Period = period_value; // 设置周期，决定PWM频率
    htim.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
    if (HAL_TIM_PWM_Init(&htim)!= HAL_OK) {
        // 初始化失败处理
        Error_Handler();
    }

    sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
    sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
    if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim, &sMasterConfig)!= HAL_OK) {
        // 主从模式配置失败处理
        Error_Handler();
    }

    sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
    sConfigOC.Pulse = pulse_value; // 设置占空比初始值
    sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
    sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
    if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_x)!= HAL_OK) {
        // PWM通道配置失败处理
        Error_Handler();
    }

    // 使能定时器PWM输出
    HAL_TIM_PWM_Start(&htim, TIM_CHANNEL_x); 
}

在这段代码里，首先定义了定时器处理句柄htim，以及主模式配置结构体sMasterConfig和PWM输出比较配置结构体sConfigOC。通过htim.Init里的Prescaler来设置预分频器，这就像一个水龙头的调节阀，控制着定时器时钟的快慢。Period则设定了定时器的周期，直接决定了我们最终产生的PWM信号频率。

后面配置主从模式和PWM输出通道，sConfigOC.Pulse这里设置的就是PWM的占空比啦，通过调整这个值就能控制电机的转速。最后通过HALTIMPWM_Start函数启动PWM输出，电机就开始按照我们设定的节奏动起来咯。

四、总结

基于STM32G431的这种HFI SMO FOC方波高频注入加滑膜观测器无感FOC驱动方案，在电机的无感驱动控制上有着出色的表现。无论是从启动性能，还是高低速切换的平滑度，都能满足很多实际项目的需求。再加上这一套完整且易懂的资料，相信大家在自己的项目中使用起来也会很顺手。希望这篇博文能给正在研究电机驱动的小伙伴们一些启发，一起探索更多好玩的电机控制玩法。