Document Revision V1.2.2 - 2020-Feb-05
本文逐步介如何使用USB-2-RTMI（RTMI）一步一步調試TMC4671。通訊轉換器是採用基於FTDFT4222H高速USB轉SPI橋路。採用USB供電帶有一個小巧的10引腳接頭和和TMC4671-EVAL的RTMI接口引腳相同，且具有相同的引分配可以在TMC4671估板上找到。TMCL-IDE提供軟體工具用於調試不同控制環路。因此，RTMI是調試、監控和系統配置的最簡便的方。
1 Items used2 USB-2-RTMI Driver Installation參考 USB-2-RTMI指南 完成驅動安裝。
3 Basic Configuration在使用調試工具之前，必須先配置 TMC4671（例如，使用TMC4671 Wizard）。
在完成基本的參數配置之後，可以保存為C代碼或.tpc腳本
在摘要中 （Summary） 選擇ABN編碼器
使用Export Script 導出腳本
4 Tuning4.1 OverviewTMC4671支持三種主要的操作模式，它們需要進行PI配置：
current/torque mode - 電流/力矩模式
velocity mode - 速度模式
position mode - 位置模式
每個模式都可以通過PI對每個環路進行調試。如下圖概述：
這是一個串聯的環路，因此外環依賴內環的調優。例如，在使用速度環之前必須先配置電流環。為每個 PI 控制器的調整提供了軟體工具。在TMCL-IDE中，可以通過 Tuning Group 訪問這些調試工具 調整工具包括：
Biquad tuning: 用於過率每個循環的目標值
Torque/Flux tuning: 通過開環階躍響應識別PI參數
Step response: 適應所有控制迴路的閉環階躍響應
Bode plot: 所有環路的波特圖
IC scope: 監控，讀出寄存器值與PWM頻率
4.2 Limits在使用調試工具之前，建議將輸出電壓設置為最大 （設置 PIDOUT_UQ_UD_LIMITS = 32767 置）。對於
步進來說默認值就可以了。
將 PID_TORQUE_FLUX_LIMITS 設置為應用中所允許的最大電流數值。
設置 PID_POSITION_LIMIT_HIGH = 2 147400 000
設置 PID_POSITION_LIMIT_LOW = -2 147400 000
電流環由兩個控制環路組成：一用於扭矩（電流），另一用於磁通（電流）。都可以使用 RTMI 工具在 TorqueFlux / Tuning 工具 和 Step response 工具調整。Torque轉矩/Flux磁通工具在開環模式下確定PI參數。
5.1 Torque/Flux Tuning Tool (Open Loop)Torque Flux 調試工具會通過識別電機參數自動確定 PI 參數的起始值。在此過程中，設置電壓階躍並評估電流階躍響應 . 只有磁通量電流被激發到最小 / 在這個調整階段沒有運動。建議使用 25kHz 的 PWM 頻率以獲得最好的識別結果.
TMC4671-EVAL連接到RTMI和PC。
打開 「Torque/Flux Tuning Tool」。
單擊 「Start」按鈕開始整定
給出了電流對電壓階躍的響應，以及系統的辨識結果
檢查和手動調整Y範圍，以獲得更好的視圖
單擊「Start」按鈕重新識別系統，如果電機匹配一致，將會給出更好的識別結果
如果需要，調整所需要的電腦顯示窗口。在大多數情況下，默認設置將提供良好的結果。動態階躍響應被涵蓋在識別區（虛線框內）：
在圖 11 階躍響應沒有完全涵蓋.識別區域太小。
在圖 12 中，標識區域太大
將識別出的PI值寫入當前控制器
5.2 Step Response Toolbox (Closed Loop)在前一步中，力矩 / 磁通電流環的 PI 參數是在開環模式下被識別到的 . 現在，階躍響應工具將用於分析閉環行
為。
打開 Step response toolbox
配置電流控制的磁通電流設置
目標值/Target value: 0x64 PID_FLUX_TARGET
測量值/Measurement 1: 0x69 PID_FLUX_ACTUAL
採樣頻率/Sampling rate: PWM
下一步驟
設置 Start value = 0
確定最終的磁通量 flux target current 目標值(這裡數值4000)
使用 Start 按鈕啟動階躍響應step response
實際電流和目標電流顯示出來
降低採樣率以獲得更好的效果
通過修改不同的 P 和 I 優化性能
從步驟 2 開始重複，修改 PID_TORQUE_TARGET, PID_TORQUE_ACTUAL。
5.3 Bode Plot波特圖工具用於確認電流環動態性能。
打開 Bode Plot
選擇 1: torque control loop
開始 measurement 通過單擊 Start 按鈕 (其他設置保持默認值)
對比的例子: 下面 2 個測量顯示調節和沒有調節使用默認 PI 參數下的波特圖.
默認 PI 數
調整 PI 參數
調諧PI後的控制系統具有較高的截止頻率，因此具有較高的動態性能
6 Tuning of the velocity loop這個章節介紹速度環調節 . 前提條件是電流環已經被調節完成。為了調整速度環 PI 參數，請使用 step response tool (closed loop) 閉環階躍響應工具
為了方便速度單位確認 . 在Selectorstoolbox 裡的 VELOCITY_SELECTION （ 0x52 ）需要從phi_e_selection設置為 phi_m_abn。
設置速度環的 PI 參數
開始時設置一個比較低的 P數值; set I = 0
3. 打開 Step Response tool box
4. 使用階躍響應的實例配置
5. 單擊 Start 按鈕開始階躍響應
6. 逐漸增加 PID_VELOCITY_P， 直到實際速度 （PID_VELOCITY_ACTUAL）達到 50-75%
目標速度 （PID_VELOCITY_TARGET）
7. 增加PID_VELOCIT_I 數值直到實際速度達到目標速度
7 Tuning of the position loop本章節介紹位置環調試，在使用位置環之前 電流環和速度環需要先被配置好，使用階躍響應工具來調試，然後
使用開發板套裝的MCU板 Landungsbruecke 用於提升動態性能和精度。
將 POSITION_SELECTION 設置為 phi_m_abn
因此電機的一圈脈衝數為 65535 counts
設置 PI 位置控制器的初始值
打開 step response tool
單擊 Start 按鈕開始階躍響應。電機會以 end value 值來回運動. 這裡是 1 轉
PID_POSITION_P = 10 時電機不運動。
增加比列數值P: PID_POSITION_P = 50
增大比例參數 P 值: PID_POSITION_P = 100
調整後的 PI 配置。
開發板套裝上的 MUC 板 Landungsbrücke 帶有梯形坡型發生器可以和 TMC4671-EVAL 一起使用。TMC4671 晶片
並不集成運動控制功能.
1. 通過 Mini USB 將MUC板 Landungsbruecke 連接到電腦
2. 在 Landungsbruecke 對話框 （USB-2-RTMI不可用) 中打開位置模式工具b箱
3. 使能速度控制曲線和加速度限制
在位置控制工具框 position mode toolbox 控制電機轉 10 圈
增大減速度
用運動控制重複 10 圈 同時增大減速度參數, 也可以同時調整PI參數:
在增加運動控制功能之後調整 PI 配置
通過Export option 選型保存PI配置
8 SummaryRTMI 通訊接口為 TMC4671 晶片提供了一個強大的選項來調試晶片 . 快速實時接入晶片 , 可以用來調試和監控每個環路。TMCL-IDE 為系統開發提供了現成的軟體工具。關於更多 TMC4671 和如何使用的問題，請參考TMC4671數據表。
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