网站怎么做免费seo搜索,祥云平台网站建设,肥西县建设局资询网站,wordpress网站程序目录
概述
1 电机控制的空间矢量调制 (SVPWM)介绍
2 实现原理
2.1 设计要求
2.2 SVPWM 的实现
3 SVPWM的C语言
3.1 代码文件
3.2 STM32G4平台上验证 4 源代码文件 概述
本文主要介绍电机控制的空间矢量调制 (SVPWM)#xff0c;空间矢量调制 (SVPWM) 是感应电机和永磁…目录
概述
1 电机控制的空间矢量调制 (SVPWM)介绍
2 实现原理
2.1 设计要求
2.2 SVPWM 的实现
3 SVPWM的C语言
3.1 代码文件
3.2 STM32G4平台上验证 4 源代码文件 概述
本文主要介绍电机控制的空间矢量调制 (SVPWM)空间矢量调制 (SVPWM) 是感应电机和永磁同步电机 (PMSM) 磁场定向控制的常用方法。空间矢量调制负责生成脉宽调制信号以控制逆变器的开关由此产生所需的调制电压以所需的速度或转矩驱动电机。空间矢量调制也称为空间矢量脉宽调制 (SVPWM)。文中介绍了该部分内容的实现原理并实现C语言实现其代码。
1 电机控制的空间矢量调制 (SVPWM)介绍
空间矢量调制 (SVPWM) 是感应电机和永磁同步电机 (PMSM) 磁场定向控制的常用方法。空间矢量调制负责生成脉宽调制信号以控制逆变器的开关由此产生所需的调制电压以所需的速度或转矩驱动电机。空间矢量调制也称为空间矢量脉宽调制 (SVPWM)。
2 实现原理
2.1 设计要求
试考虑三相逆变器电机控制的空间矢量调制该逆变器具有六个开关如以下等效电路所示。注意有八种有效的开关配置。 用于电机控制的空间矢量调制 (SVPWM) 电机控制的空间矢量调制 (SVM) 每种开关配置都会产生特定的电压施加于电机端子。电压是基本空间矢量以空间矢量六边形表示其幅值和方向。 通过对开关区间内的基本空间矢量方向和零矢量幅值作用时间进行调节可以近似得到空间矢量六边形内任意位置、任意幅值的电压矢量。 例如 图中一个脉宽调制 (PWM) 周期内选择两个相邻空间矢量图中的 U3 和 U4分别作用一段时间、在周期其余时间内由零矢量U7 或 U8作用从而得到近似平均参考矢量 Uref。 通过控制开关序列即控制脉冲的导通持续时间就可以在每个 PWM 周期获得具有变化幅值和方向的任何电压矢量。空间矢量调制方法的目标是在每个 PWM 周期生成与参考电压矢量相符的开关序列以实现连续旋转的空间矢量。
2.2 SVPWM的实现
空间矢量调制方法基于参考电压矢量进行操作在每个 PWM 周期为逆变器生成适当导通信号目标是实现连续旋转的空间矢量。 采用空间矢量调制的磁场定向控制架构示意图 在每个 PWM 周期以电压矢量作为输入参考SVM 算法会 基于参考电压矢量计算开关导通时间基于导通时间生成马鞍波基于导通时间为逆变器开关生成适当的导通脉冲 SVPWM算法生成的空间矢量调制电压信号的波形图 所生成的马鞍波能够最大程度地利用直流总线电压。与正弦脉宽调制 (SPWM) 方法相比该方法能提供更好的额定电压输出。然后将生成的导通信号应用于三相逆变器的开关以所需的速度或转矩驱动电机。 3 SVPWM的C语言
3.1 代码文件 代码84行 设置SVPWM的采样周期 代码85~87行 设置象限的电压值 代码91行 计算扇区 代码97 ~ 111 行 实现第5扇区的波形 代码116 ~ 129 行 实现第1扇区的波形 代码130~ 145 行 实现第3扇区的波形 代码147~ 162行 实现第2扇区的波形 代码165~ 179行 实现第6扇区的波形 代码181~ 196行 实现第4扇区的波形 3.2 STM32G4平台上验证
1测试代码实现 2运行代码和查看波形 查看αβ坐标系上的波形图 经svm转换后的波形图 4 源代码文件
1 .c文件中的代码
/* USER CODE BEGIN Header */
/********************************************************************************* File Name : foc_ctrl.h* Description : foc driver base on stm32f446******************************************************************************* attention*
* COPYRIGHT: Copyright (c) 2024 tangminfei2013126.com* DATE: JUL 05th, 2024*******************************************************************************/
/* USER CODE END Header *//* Includes ------------------------------------------------------------------*/#include foc_ctrl.h#define SQRT_3 1.7320508f
#define SQRT_3_DIV_2 0.8660254f
#define DIV_1 0.5fFOC_T FOC;
/*****************************************************************************
Clarke变换 输入三相电流输出alphabate电流
Iα Ia
Iβ (Ia 2Ib) / sqrt(3)
******************************************************************************/
void clarkeTransform(Phase_T *abc, AlphaBeta_T *alphaBeta)
{alphaBeta-alpha abc-Ua;alphaBeta-beta (abc-Ua 2 * abc-Ub) * SQRT_3;
}/****************************************************************************
Park变换输入电角度、Ialpha和Ibeta经过Park变换得到Iq、Id
Id Iα · cosθ Iβ · sinθ
Iq Iα · sinθ Iβ · cosθ
*****************************************************************************/
void parkTransform(const AlphaBeta_T *alphaBeta, float angle, DQ_T *dq)
{float sinAngle sin(angle);float cosAngle cos(angle);dq-d cosAngle * alphaBeta-alpha sinAngle * alphaBeta-beta;dq-q -sinAngle * alphaBeta-alpha cosAngle * alphaBeta-beta;
}/***************************************************************************
park逆变换输入Uq、Ud得到Ualpha、Ubeta
Uα Ud · cosθ - Uq · sinθ
Uβ Ud · sinθ Uq · cosθ
****************************************************************************/
void inverseParkTransform(DQ_T *dq, AlphaBeta_T *alphaBeta, float angle)
{float cosAngle cos(angle);float sinAngle sin(angle);alphaBeta-alpha dq-d * cosAngle - dq-q * sinAngle;alphaBeta-beta dq-d * sinAngle dq-q * cosAngle;
}/**********************************************************************************************************
Clarke逆变换输入Ualpha、Ubeta得到Ua,Ub,Uc
Ua Uα
Ub -1/2 * Uα sqrt(3)/2 * Uβ
Ub -1/2 * Uα - sqrt(3)/2 * Uβ
**********************************************************************************************************/void inverseClarkeTransform(AlphaBeta_T *abVoltage, Phase_T *abc){abc-Ua abVoltage-alpha;abc-Ub -DIV_1 * abVoltage-alpha SQRT_3_DIV_2 * abVoltage-beta;abc-Uc -DIV_1 * abVoltage-alpha - SQRT_3_DIV_2 * abVoltage-beta;}void SVPWM(SVPWM_T *svpwm, Phase_T *abc)
{float sum;float k_svpwm;// step-1: 设置象限电压值svpwm-Ts 1.0f; // SVPWM的采样周期svpwm-u1 abc-Ua;svpwm-u2 abc-Ub;svpwm-u3 abc-Uc;// step2扇区判断// 根据u1、u2和u3的正负情况确定所处的扇区svpwm-sector (svpwm-u1 0.0f) ((svpwm-u2 0.0f) 1) ((svpwm-u3 0.0f) 2); // N4*C2*BA// step3:计算基本矢量电压作用时间占空比// 根据扇区的不同计算对应的t_a、t_b和t_c的值表示生成的三相电压的时间switch (svpwm-sector){case 5:// 扇区5svpwm-t4 svpwm-u3;svpwm-t6 svpwm-u1;sum svpwm-t4 svpwm-t6;if (sum svpwm-Ts){k_svpwm svpwm-Ts / sum; //svpwm-t4 k_svpwm * svpwm-t4;svpwm-t6 k_svpwm * svpwm-t6;}svpwm-t7 (svpwm-Ts - svpwm-t4 - svpwm-t6) / 2;svpwm-ta svpwm-t4 svpwm-t6 svpwm-t7;svpwm-tb svpwm-t6 svpwm-t7;svpwm-tc svpwm-t7;break;case 1:// 扇区1svpwm-t2 -svpwm-u3;svpwm-t6 -svpwm-u2;sum svpwm-t2 svpwm-t6;if (sum svpwm-Ts){k_svpwm svpwm-Ts / sum; // 计算缩放系数svpwm-t2 k_svpwm * svpwm-t2;svpwm-t6 k_svpwm * svpwm-t6;}svpwm-t7 (svpwm-Ts - svpwm-t2 - svpwm-t6) / 2;svpwm-ta svpwm-t6 svpwm-t7;svpwm-tb svpwm-t2 svpwm-t6 svpwm-t7;svpwm-tc svpwm-t7;break; case 3:// 扇区3svpwm-t2 svpwm-u1;svpwm-t3 svpwm-u2;sum svpwm-t2 svpwm-t3;if (sum svpwm-Ts){k_svpwm svpwm-Ts / sum; //svpwm-t2 k_svpwm * svpwm-t2;svpwm-t3 k_svpwm * svpwm-t3;}svpwm-t7 (svpwm-Ts - svpwm-t2 - svpwm-t3) / 2;svpwm-ta svpwm-t7;svpwm-tb svpwm-t2 svpwm-t3 svpwm-t7;svpwm-tc svpwm-t3 svpwm-t7; break;case 2:// 扇区2svpwm-t1 -svpwm-u1;svpwm-t3 -svpwm-u3;sum svpwm-t1 svpwm-t3;if (sum svpwm-Ts){k_svpwm svpwm-Ts / sum; svpwm-t1 k_svpwm * svpwm-t1;svpwm-t3 k_svpwm * svpwm-t3;}svpwm-t7 (svpwm-Ts - svpwm-t1 - svpwm-t3) / 2;svpwm-ta svpwm-t7;svpwm-tb svpwm-t3 svpwm-t7;svpwm-tc svpwm-t1 svpwm-t3 svpwm-t7; break;case 6:// 扇区6svpwm-t1 svpwm-u2;svpwm-t5 svpwm-u3;sum svpwm-t1 svpwm-t5;if (sum svpwm-Ts){k_svpwm svpwm-Ts / sum; // svpwm-t1 k_svpwm * svpwm-t1;svpwm-t5 k_svpwm * svpwm-t5;}svpwm-t7 (svpwm-Ts - svpwm-t1 - svpwm-t5) / 2;svpwm-ta svpwm-t5 svpwm-t7;svpwm-tb svpwm-t7;svpwm-tc svpwm-t1 svpwm-t5 svpwm-t7;break;case 4:// 扇区4svpwm-t4 -svpwm-u2;svpwm-t5 -svpwm-u1;sum svpwm-t4 svpwm-t5;if (sum svpwm-Ts){k_svpwm svpwm-Ts / sum; // svpwm-t4 k_svpwm * svpwm-t4;svpwm-t5 k_svpwm * svpwm-t5;}svpwm-t7 (svpwm-Ts - svpwm-t4 - svpwm-t5) / 2;svpwm-ta svpwm-t4 svpwm-t5 svpwm-t7;svpwm-tb svpwm-t7;svpwm-tc svpwm-t5 svpwm-t7; break;default:break;}// step43路PWM输出
}void foc_test(void)
{int run_cnt 10;float theta 0;float ta,tb,tc;DQ_T dq_t;AlphaBeta_T alphaBeta_t;SVPWM_T svpwm_out;Phase_T phase_t;dq_t.d 0.2f;dq_t.q 0.0f;while( run_cnt--){for ( theta 0; theta 6.2831853f; theta 0.275f ){// 逆Park变换inverseParkTransform(dq_t,alphaBeta_t,theta);// 逆Clark变换inverseClarkeTransform(alphaBeta_t, phase_t);// swpwm 转换SVPWM( svpwm_out,phase_t );ta 100.0f*svpwm_out.ta;tb 100.0f*svpwm_out.tb;tc 100.0f*svpwm_out.tc;printf( %.4f,%.4f,%.4f,%.4f,%.4f\n, alphaBeta_t.alpha*100.0f ,alphaBeta_t.beta*100.0f ,ta,tb,tc);// printf(%.4f,%.4f,%.4f,%.4f,%.4f \n, alphaBeta_t.alpha,alphaBeta_t.beta,
// phase_t.Ua,phase_t.Ub,phase_t.Uc );}}
}/* End of this file */2 .h文件中的代码
/* USER CODE BEGIN Header */
/********************************************************************************* File Name : foc_ctrl.h* Description : foc driver base on stm32f446******************************************************************************* attention*
* COPYRIGHT: Copyright (c) 2024 tangminfei2013126.com* DATE: JUL 05th, 2024*******************************************************************************/
/* USER CODE END Header *//* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#ifndef __FOC_CTRL_H
#define __FOC_CTRL_H/*****************************************************************************/
/* Includes */
/*****************************************************************************/
#include main.h
#include utils_types.h#ifdef _cplusplus
extern C {
#endif typedef struct
{float Ia; // Phase A currentfloat Ib; // Phase B currentfloat Ic; // Phase C currentfloat Ua; // Phase A Voltagefloat Ub; // Phase B Voltagefloat Uc; // Phase C Voltage} Phase_T;typedef struct{float alpha; // alpha-axis currentfloat beta; // beta-axis current
} AlphaBeta_T;typedef struct
{float d; // d-axis currentfloat q; // q-axis current
} DQ_T;typedef struct
{int sector;float u1;float u2;float u3; float ta;float tb;float tc;float Ts;float t0;float t1;float t2;float t3;float t4;float t5;float t6;float t7;} SVPWM_T;typedef struct
{float U_d;float U_q;float theta;float U_alpha;float U_bate;Phase_T Phase_Curr;AlphaBeta_T AlphaBeta;DQ_T DQ;
} FOC_T;extern FOC_T FOC;void foc_test(void);#ifdef _cplusplus
}
#endif #endif /* __FOC_CTRL_H */
