作者：许少伦等
页数：228
出版社：电子工业出版社
出版日期：2023
ISBN：9787121466526
电子书格式：pdf/epub/txt
内容简介
本书基于 STM32G4 电机控制开发套件，围绕 STM32G4 入门与电机控制实战进行了系统的介绍。STM32G4 入门部分从基础认识和操作入手，介绍 STM32G4 系列微控制器及生态资源、P-NUCLEOIHM03 电机控制套件、软件生态系统及开发工具的使用，给出了基于 NUCLEO-G431RB 开发板的基础实验例程；电机控制部分详细介绍了无刷直流电机和永磁同步电机控制技术，涵盖电机系统结构、数学模型、控制原理及电机参数测量等关键内容；在此基础上还提供了基于 P-NUCLEO-IHM03 套件的电机入门级控制实例及包括无刷直流电机有感方波控制与永磁同步电机有感 FOC 控制的电机进阶控制案例。
作者简介
许少伦，博士，上海交通大学, 电子信息与电气工程学院电气工程系, 高级工程师，中国机器人及人工智能大赛上海赛区组委会委员；上海交通大学电气工程学科教学指导委员会委员。
目录
第 1 章 STM32G4 概述 ………………………………………………………………………………………………………. 1
1.1 STM32G4 系列的特性 …………………………………………………………………………………………….. 1
1.2 STM32G4 的主要应用 …………………………………………………………………………………………….. 5
1.3 STM32 生态资源 ……………………………………………………………………………………………………. 6
第 2 章 STM32 电机控制套件 P-NUCLEO-IHM03 …………………………………………………………….. 10
2.1 NUCLEO-G431RB 开发板 …………………………………………………………………………………….. 10
2.1.1 NUCLEO-G431RB 开发板概述 …………………………………………………………………………………….. 10
2.1.2 NUCLEO-G431RB 开发板的硬件构成 ………………………………………………………………………….. 12
2.2 X-NUCLEO-IHM16M1 三相驱动板 ……………………………………………………………………….. 17
2.2.1 X-NUCLEO-IHM16M1 三相驱动板概述 ……………………………………………………………………….. 17
2.2.2 X-NUCLEO-IHM16M1 三相驱动板的硬件构成 …………………………………………………………….. 18
2.3 三相云台电机 GBM2804H-100T ……………………………………………………………………………. 24
2.4 DC 电源 ……………………………………………………………………………………………………………….. 25
第 3 章 软件开发环境 ………………………………………………………………………………………………………. 26
3.1 开发环境概述 ……………………………………………………………………………………………………….. 27
3.2 STM32CubeMX …………………………………………………………………………………………………….. 28
3.2.1 下载和安装 …………………………………………………………………………………………………………………. 28
3.2.2 工具界面 …………………………………………………………………………………………………………………….. 32
3.3 STM32CubeIDE ……………………………………………………………………………………………………. 34
3.3.1 下载和安装 …………………………………………………………………………………………………………………. 34
3.3.2 工具界面 …………………………………………………………………………………………………………………….. 37
3.4 Keil（MDK-ARM） ……………………………………………………………………………………………… 38
3.4.1 下载和安装 …………………………………………………………………………………………………………………. 38
3.4.2 操作简介 …………………………………………………………………………………………………………………….. 41
3.5 IAR EWARM ………………………………………………………………………………………………………… 43
3.5.1 下载和安装 …………………………………………………………………………………………………………………. 43
3.5.2 操作简介 …………………………………………………………………………………………………………………….. 49
3.6 MotorControl Workbench（MC SDK） …………………………………………………………………… 50
3.6.1 下载和安装 …………………………………………………………………………………………………………………. 50
3.6.2 操作简介 …………………………………………………………………………………………………………………….. 52
3.6.3 使用 ST Motor Profiler 获得电机参数 ……………………………………………………………………………. 56
3.6.4 ST MC SDK 5.x 固件 ……………………………………………………………………………………………………. 61
3.7 STM Studio …………………………………………………………………………………………………………… 66
3.7.1 下载和安装 …………………………………………………………………………………………………………………. 66
3.7.2 操作简介 …………………………………………………………………………………………………………………….. 69
第 4 章 NUCLEO-G431RB 基础实验 ………………………………………………………………………………… 72
4.1 LED 点灯实验 ………………………………………………………………………………………………………. 72
4.2 定时器 PWM 应用实验 …………………………………………………………………………………………. 78
4.3 外部中断实验 ……………………………………………………………………………………………………….. 84
4.4 串行接口应用实验 ………………………………………………………………………………………………… 90
4.5 数/模转换应用实验 ……………………………………………………………………………………………….. 96
4.6 互补 PWM 输出实验 …………………………………………………………………………………………… 104
第 5 章 无刷直流电机控制技术 ………………………………………………………………………………………. 112
5.1 无刷直流电机的系统构成 ……………………………………………………………………………………. 112
5.1.1 电机本体 …………………………………………………………………………………………………………………… 113
5.1.2 位置传感器 ……………………………………………………………………………………………………………….. 114
5.1.3 控制驱动电路 ……………………………………………………………………………………………………………. 115
5.2 无刷直流电机的数学模型 ……………………………………………………………………………………. 116
5.2.1 定子电压方程 ……………………………………………………………………………………………………………. 116
5.2.2 反电动势方程 ……………………………………………………………………………………………………………. 117
5.2.3 电磁转矩方程 ……………………………………………………………………………………………………………. 117
5.2.4 运动方程 …………………………………………………………………………………………………………………… 117
5.3 无刷直流电机的控制原理 ……………………………………………………………………………………. 117
5.3.1 方波控制原理 ……………………………………………………………………………………………………………. 118
5.3.2 无感反电动势控制原理 ………………………………………………………………………………………………. 120
第 6 章 永磁同步电机控制技术 ………………………….
1.1 STM32G4 系列的特性 …………………………………………………………………………………………….. 1
1.2 STM32G4 的主要应用 …………………………………………………………………………………………….. 5
1.3 STM32 生态资源 ……………………………………………………………………………………………………. 6
第 2 章 STM32 电机控制套件 P-NUCLEO-IHM03 …………………………………………………………….. 10
2.1 NUCLEO-G431RB 开发板 …………………………………………………………………………………….. 10
2.1.1 NUCLEO-G431RB 开发板概述 …………………………………………………………………………………….. 10
2.1.2 NUCLEO-G431RB 开发板的硬件构成 ………………………………………………………………………….. 12
2.2 X-NUCLEO-IHM16M1 三相驱动板 ……………………………………………………………………….. 17
2.2.1 X-NUCLEO-IHM16M1 三相驱动板概述 ……………………………………………………………………….. 17
2.2.2 X-NUCLEO-IHM16M1 三相驱动板的硬件构成 …………………………………………………………….. 18
2.3 三相云台电机 GBM2804H-100T ……………………………………………………………………………. 24
2.4 DC 电源 ……………………………………………………………………………………………………………….. 25
第 3 章 软件开发环境 ………………………………………………………………………………………………………. 26
3.1 开发环境概述 ……………………………………………………………………………………………………….. 27
3.2 STM32CubeMX …………………………………………………………………………………………………….. 28
3.2.1 下载和安装 …………………………………………………………………………………………………………………. 28
3.2.2 工具界面 …………………………………………………………………………………………………………………….. 32
3.3 STM32CubeIDE ……………………………………………………………………………………………………. 34
3.3.1 下载和安装 …………………………………………………………………………………………………………………. 34
3.3.2 工具界面 …………………………………………………………………………………………………………………….. 37
3.4 Keil（MDK-ARM） ……………………………………………………………………………………………… 38
3.4.1 下载和安装 …………………………………………………………………………………………………………………. 38
3.4.2 操作简介 …………………………………………………………………………………………………………………….. 41
3.5 IAR EWARM ………………………………………………………………………………………………………… 43
3.5.1 下载和安装 …………………………………………………………………………………………………………………. 43
3.5.2 操作简介 …………………………………………………………………………………………………………………….. 49
3.6 MotorControl Workbench（MC SDK） …………………………………………………………………… 50
3.6.1 下载和安装 …………………………………………………………………………………………………………………. 50
3.6.2 操作简介 …………………………………………………………………………………………………………………….. 52
3.6.3 使用 ST Motor Profiler 获得电机参数 ……………………………………………………………………………. 56
3.6.4 ST MC SDK 5.x 固件 ……………………………………………………………………………………………………. 61
3.7 STM Studio …………………………………………………………………………………………………………… 66
3.7.1 下载和安装 …………………………………………………………………………………………………………………. 66
3.7.2 操作简介 …………………………………………………………………………………………………………………….. 69
第 4 章 NUCLEO-G431RB 基础实验 ………………………………………………………………………………… 72
4.1 LED 点灯实验 ………………………………………………………………………………………………………. 72
4.2 定时器 PWM 应用实验 …………………………………………………………………………………………. 78
4.3 外部中断实验 ……………………………………………………………………………………………………….. 84
4.4 串行接口应用实验 ………………………………………………………………………………………………… 90
4.5 数/模转换应用实验 ……………………………………………………………………………………………….. 96
4.6 互补 PWM 输出实验 …………………………………………………………………………………………… 104
第 5 章 无刷直流电机控制技术 ………………………………………………………………………………………. 112
5.1 无刷直流电机的系统构成 ……………………………………………………………………………………. 112
5.1.1 电机本体 …………………………………………………………………………………………………………………… 113
5.1.2 位置传感器 ……………………………………………………………………………………………………………….. 114
5.1.3 控制驱动电路 ……………………………………………………………………………………………………………. 115
5.2 无刷直流电机的数学模型 ……………………………………………………………………………………. 116
5.2.1 定子电压方程 ……………………………………………………………………………………………………………. 116
5.2.2 反电动势方程 ……………………………………………………………………………………………………………. 117
5.2.3 电磁转矩方程 ……………………………………………………………………………………………………………. 117
5.2.4 运动方程 …………………………………………………………………………………………………………………… 117
5.3 无刷直流电机的控制原理 ……………………………………………………………………………………. 117
5.3.1 方波控制原理 ……………………………………………………………………………………………………………. 118
5.3.2 无感反电动势控制原理 ………………………………………………………………………………………………. 120
第 6 章 永磁同步电机控制技术 ………………………….
