Copley控制器焊接、调试作业指导书

1、 浙江xxxxxx公司TDW编号：QROBOT A 27 403 001-2013版号:第1版修改:第0次修改Copley控制器焊接、调试作业指导书页码:第17页 共 17页t1、适用范围本作业指导书适用于新Copley控制器的生产、焊接调试过程以及使用已测试完成的Copley进行新型号电机测试的过程。2、软、硬件要求软件需求：Windows7或xp操作系统、CME2软件。硬件需求：Copley控制器、电机、USB-232模块或CAN卡、开关电源或电池、Copley控制器转接板Copley_CON_V1.0（适用于ACM-090系列控制器）、电脑一台。 3、生产、焊接、接线要求Copley控制

2、器分多种型号，其中ACM-090系列Copley控制器需要与Copley控制器转接板（型号：Copley_CON_V1.0）焊接在一起使用。焊接过程参考QROBOT A 17 501 001-2012：电路板焊接作业指导书进行操作和记录。3.1焊接要求由于Copley_CON_V1.0转接板通过铜螺柱安装在平整的金属散热面上，为了保证散热效果，需要保证焊接高度和平整性。具体操作步骤如下：在待焊的转接板四角的定位孔中，安装3×25mm+6的六角铜螺柱并在铜螺柱上加垫一个塑料垫片，铜螺柱柱体在Copley转接板有丝印一侧（PCB板正面）；固定铜螺柱的螺母在Copley转接板无丝印的一侧（

3、PCB板背面）。将Copley控制器的铝基板一侧朝下放置在光滑平整的桌面上（也可以是铝板、钢板等其他材质的平面），再将转接板自上而下插入Copley控制器。确认铝基板与桌面接触良好、转接板四角的铜螺柱与桌面接触良好。将Copley控制器的排针焊接在转接板的排针孔内。焊接完成后取下塑料垫片，并用M3×6的螺丝将Copley固定在铝制散热板上备注（一辆四驱车需要4块Copley驱动板，其中2号Copley驱动板的转接板需要焊接终端电阻）具体位置见Copley转接板接线图3.2元器件要求ACM-090系列Copley控制器可适应24v96v电压。在使用不同的电源时，Copley转接板上的部

4、分元器件需采用不同的型号。具体要求如下：保险丝F1默认为Littelfuse 452/454-8A；保险丝F2默认为Littelfuse 451/453-3A。暂无替代型号。转接板上的稳压芯片默认使用LM2576HV5.0；当电机电源电压低于36v时可以使用低压版LM2596/26765.0代替。转接板上二极管D3、D4默认采用SS110。当电源电压48v时，二极管D4不焊。转接板上尽量选用耐压值100v的电解电容。3.3接线要求接线时主电源HV需使用1.52.5mm2的铜导线，辅助电源AUX HV可使用0.51.5mm2的铜导线。多台Copley之间，主电源线和辅助电源线均不可级联。当电源电

5、压大于48v时，辅助电源AUX HV需单独接24v，与主电源相互分离。4、 调试步骤4.1 Copley连接准备好软硬件、接线并检查使用USB-CAN卡通过CAN总线连接单个Copley。打开CME，如果连接正常，点击图4.2红框内设备，则应显示如下图界面：图4.1 主界面如果出现任何错误提示，则检查：1 CAN总线接线是否正确；2 总线是否有断路4.2 参数导入点击图4.2中红框内的图标，打开“Restore amplifier data from disk”窗口，调用已保存在上位机中的Copley配置参数（.ccx文件），保存至Copley控制器的flash存储器中。图4.2 参数导入4.

6、3 码盘、绕组、霍尔相位自整定点击图4.3中红框内的图标，打开"Auto Phase”选项卡，进行码盘、绕组、霍尔相位整定。图 4.3 自整定界面Auto Phase整定详细步骤如下：1.转向设定 将电机朝用户期望的正方向转动，然后点击“next”完成该项设置，CME2自动完成相关配置。图 4.4 转向设定2.绕组整定 将自整定电流设置为5A，点击“Start”，开始电机配线设置。CME2驱动电机转动。测试通过，显示“ Test Complete，Motor Wiring has been Configured”，此时点击“Next”按钮，进入下一步测试。 图 4.5 绕组整定3.相

7、位脉冲数整定 点击“Start”，开始电机相位脉冲数测试。CME2驱动电机转动，用户观察电机转动的角度是否为一整圈。测试通过，显示“Test Complete Phase Count OK”，此时点击“Next”，进入下一步测试。图 4.6 相位脉冲数整定4.霍尔整定 点击“Start”，开始霍尔联系设置。CME2驱动电机转动，霍尔的状态被解码用来正确地整定相位，测试通过，则显示“Test Complete ；Motor was already properly phased”此时点击“Finish”，结束自整定。图 4.7 霍尔整定以上4步为“Auto Phase”自整定的全部功能及步骤。4

8、.4 电流环自动调节在主界面中点击“I Loop”，打开电流环窗口，设置电流为12A，点击“Auto Tune”，进行电机电流环的Kp、Ki自整定。图 4.8 电流环窗口PI参数自整定界面：图 4.9 电流自整定整定结束后，CME2会弹出如下窗口，可根据需要选择适合的PI参数（通常选择“Medium”）：图 4.10 显示结果4.5 速度环PI参数设置1、在主界面中点击，打开速度环窗口，设置Vel.limit为4000rpm；window为24000rpm；Time为10000ms；点击“Close”关闭窗口保存设置。图4.11 速度环窗口2、点击主界面中示波器工具，进入调试界面：需要显示的波

9、形为：1. Actual Current2. Actual Motor Velocity3. Commanded Velocity调试速度环的目的是使实际速度曲线要响应目标速度曲线，如下图所示，具体调试方法见下文。图 4.12 波形显示3、 确定输入信号参数（图4.13红框内所示）。一般使用1Hz方波（Square Wave）进行调参比较方便，并选择以1000rpm的速度（Velocity）输入。将下图蓝框内的i值设为0，从p值开始调。图4.13 设置参数如下图所示，从3000开始，点击Start后产生的波形为：图 4.14 PID调试1然后逐步升高p值，如下图：图 4.15 PID调试2图

10、4.16 PID调试3图 4.17 PID调试4此时的速度跟随性能已可接受，然后调整i值：图 4.18 PID调试5图 4.19 PID调试6此时可基本确定PID参数4.6 Input/Output配置在主界面上点击图标，打开”数字输入/输出“窗口，把IN1和IN5都设置成“Amp Enable-HI Enables With Clear Faults”如下图所示。点击”Close“关闭窗口，保存设置。图4.20 ”输入/输出“设置5. 电机运动验证5.1 单个电机验证确认碰撞开关和急停没有被拍下，点击图5.1中红框内所示图标，打开“Control Panel”窗口，按下“Enable”按钮。

11、图5.1 Software Enable点击主界面中的图标后出现如下图所示速度输入对话框：图5.2 速度输入对话框在框内输入3000，观察车轮转动方向和状态，并分别按下碰撞开关和急停，观察车轮是否停止转动。若转动方向不正确，则重新设置正方向若车轮出现抖动，则重新调整PID若车轮不转或可以用手捏住，则检查电机与减速器之前的紧固螺钉有没有拧紧若碰撞开关和急停无效，则检查接线和”Input/Output”设置。点击主界面中的图标，打开“Control Pannel”窗口，显示如下图界面：图5.3 “Control Pannel”窗口正常状态下，蓝框内电流值应在1至2A内，若电流过大，且电机转动的声音

12、不正常，则减速器测试不通过。5.2. 多轮验证ID号设置通常情况下，四个电机都单独测试完成后，先将接有终端电阻的2号Copley板接入CAN总线，设置ID号，再依次接入其他板。四驱车车轮编号如下图所示：图5.4 车轮编号无论Copley安装位置如何，其ID号都和与之连接的电机编号一致。如果ID不正确，选择菜单Amplifier->Network Configuration，显示如下图界面：图5.5 更改ID号确认图5.5红框内勾选如图示，更改蓝框内ID号为正确ID号，然后点击绿框内Save&Reset按钮保存参数。整车测试将所有Copley板接入CAN总线，打开CME。如果连接正

13、常，则应显示如下界面：图5.6 多轮验证如果红框内无法正常显示所有设备，则检查Copley接线和ID号配置。重复第四节的调试步骤。8. 里程计校准前面所有测试步骤完成后，将四驱车着地。保持CAN线连接，关闭CME。检查“底盘测试程序”->”bin”里CopleyChassicDevice.ini中的参数是否符合实际四驱车参数。各参数意义如下：WheelDiameter：车轮直径；RateSlow：减速比；WheelNum：车轮数；RRadius：旋转半径。一般保持这些参数不变。运行”底盘测试程序”->”bin”里的suro_ros_core.exe。然后先后运行“底盘测试程序”-&

14、gt;”bin”里的底盘驱动CopleyChassicDevice.exe和stick_control.exe。在stick_control.exe窗口中输入“J”，然后输入”w”使车向前走一段直线，完成后比较实际距离和底盘驱动程序窗口中显示的x值是否接近。如果偏差较大，则检查前两个参数。完成后再输入“a”或“d”使车自旋，旋转半圈（180度，3.14弧度）后，比较较实旋转角度和底盘驱动程序窗口中显示的w值是否接近。如果偏差较大，则用一下公式校准RRadius：当前RRadius * 3.14 = 程序测量值w * 校准后的RRadius如单次校准后偏差任然较大，可多次校准，使RRadius逼近最终值。注意在校准RRadius过程中，底盘驱动程序窗口中w值的变化应为0值3.14左右，如果中间有任何跳变，则可重新开始校准，并使车自旋90度（1.57弧度）。此时的校准公式为：当前RRadius * 1.57 = 程序测量值w * 校准后的RRadius如果校准过程中底盘驱动程序窗口中报跟随错误，则可点击图7.1蓝框内