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[原创] 【正点原子-RT1052试用】6、移植空间矢量SVPWM算法到RT1052

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    [LV.6]常住居民II

    发表于 2018-8-8 21:07:53 |显示全部楼层
    其实写好一个程序功能框架后,可以很方便地移植到很多芯片,本帖参考我曾经发过的一篇帖子,适合于矢量控制,针对于RT1052移植可以总结为一下几个步骤:
    1)替换 浮点运算头文件.h,使用ARM的math库,并添加到工程中
    2)按照以下讨论的内容完成SVPWM.H和SVPWM..C的编写
    3)在互补PWM程序上,实现6路互补带死区PWM的输出
    4)将占空比p->Tcmpa,p->Tcmpb, p->Tcmpc赋给3路PWM,更改占空比,例如PWM2_SM3_DutySet(u8 duty)
    ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------   
           SVPWM算法其实已经应用的比较广泛了,这里介绍的是两电平拓扑中使用的算法,对于三电平拓扑,需要使用三电平SVPWM,以下帖子中描述的SVPWM算法均是针对两电平的。对于SVPWM基本过程的推导,请搜索《SVPWM的原理及法则推导和控制算法详解第二修改版》,这个是介绍的比较好的文档。
       1、 如果使用逆变器是驱动电机的,那么你需要考虑以下问题:
        1)电压空间矢量与磁链空间矢量的关系,具体公式参见网上文档,从公式可以看出:当供电电源的压频比保持不变时,磁链幅值也保持不变,且电压空间矢量的方向为磁链圆的切线方向。当磁链矢量旋转一周时,电压矢量也旋转一周,其轨迹与磁链圆重合。对于永磁同步电机来说,我们希望磁链圆尽可能为圆形,这样可以产生恒定的电磁转矩,所以电压空间矢量来近似为圆形,从而使得磁链近似为圆形。
       2)SVPWM算法的电压利用率比SPWM提高了15.47%
       3)在理解完算法之后,就要把SVPWM看出一个模块,它的输入时Ualpha和Ubeta,输出为驱动三相桥式电路的占空比。
       4)五段式SVPWM与七段式SVPWM,七段式SVPWM的谐波含量比五段式小,在驱动电机调速的场合对谐波要求比较高,所以选择七段式SVPWM
       2、算法实现过程:
       1)计算基本矢量作用时间
       2)确定电压矢量所在扇区
       3)根据参考电压矢量所在扇区选择基本矢量作用的时间
       4)根据扇区,选择三组互补PWM的占空比
       3、参考程序
    1)编写SVPWM.h
    #ifndef  SVPWM_H
    #define  SVPWM_H
    #include "浮点运算头文件.h"
    //-----------------------------------------------------------------------------
    //  定义SVPWM结构体t
    //-----------------------------------------------------------------------------
    typedef struct    { float  Ualpha;  // Input: reference alpha-axis phase voltage
                                  float  Ubeta;   // Input: reference beta-axis phase voltage
                                  float  Vdc;        // Input: DC voltage
                                  float  T;       // Input: PWM Modulation Period
                                  float  Tcmpa; // Output: reference phase-a switching function            
                                  float  Tcmpb; // Output: reference phase-b switching function
                                  float  Tcmpc; // Output: reference phase-c switching function
                                  void (*calc)();      // Pointer to calculation function
                                } SVPWM_2L;                                                                                                                                 
    //-----------------------------------------------------------------------------
    typedef SVPWM_2L *SVPWM_2L_handle;
    //-----------------------------------------------------------------------------
    #define SVPWM_2L_DEFAULTS {0,0,0,1.0,\
                                                                1,1,1,\
                                                                (void (*)(Uint32))svpwm_2l_calc}
    //-----------------------------------------------------------------------------
    void svpwm_2l_calc(SVPWM_2L_handle);
    #endif
    2)编写SVPWM.c
    #include "浮点运算.h"
    #include <math.h>
    #include "SVPWM.h"

    void svpwm_2l_calc(SVPWM_2L *p)
    {
    float temp;
    float X,Y,Z, t1,t2;
    Uint16 A,B,C,N,Sector;
    float Ta, Tb, Tc;
    float K=1.73205081;//sqrt(3)/2
    //1、计算基本时间变量
    X= K*p->Ubeta/p->Vdc*p->T;
    Y=(K*p->Ubeta+3*p->Ualpha)/(2*p->Vdc)*p->T;
    Z=(K*p->Ubeta-3*p->Ualpha)/(2*p->Vdc)*p->T;
    //2、扇区判别
    if(p->Ubeta>0)
       {A=1;}
    else
       {A=0;}
    if( (K*p->Ualpha - p->Ubeta)>0 )
       {B=1;}
    else
       {B=0;}
    if((-K*p->Ualpha - p->Ubeta)>0)
       {C=1;}
    else
       {C=0;}
    N=A+2*B+4*C;
    switch(N)
    {
    case 1:{Sector=2;break;}
    case 2:{Sector=6;break;}
    case 3:{Sector=1;break;}
    case 4:{Sector=4;break;}
    case 5:{Sector=3;break;}
    case 6:{Sector=5;break;}
    default:{;}
    }
    //根据参考电压矢量所在扇区选择基本矢量作用的时间
    switch(Sector)
    {
    case 1: {t1=-Z; t2= X;break;}
    case 2: {t1= Z; t2= Y;break;}
    case 3: {t1= X; t2=-Y;break;}
    case 4: {t1=-X; t2= Z;break;}
    case 5: {t1=-Y; t2=-Z;break;}
    case 6: {t1= Y; t2=-X;break;}
      default:{;}
    }
    if((t1+t2)>p->T)//对过调制情况进行调整
    {
      temp=t1+t2;
      t1=t1*p->T/temp;
      t2=t2*p->T/temp;
    }
    Ta=(p->T-t1-t2)/4;//作用时间分配
    Tb=Ta+t1/2;
    Tc=Tb+t2/2;
    //计算占空比
    switch(Sector)
      {
           case 1: {p->Tcmpa=Ta; p->Tcmpb=Tb; p->Tcmpc=Tc; break;}
           case 2: {p->Tcmpa=Tb; p->Tcmpb=Ta; p->Tcmpc=Tc; break;}
           case 3: {p->Tcmpa=Tc; p->Tcmpb=Ta; p->Tcmpc=Tb; break;}
           case 4: {p->Tcmpa=Tc; p->Tcmpb=Tb; p->Tcmpc=Ta; break;}
           case 5: {p->Tcmpa=Tb; p->Tcmpb=Tc; p->Tcmpc=Ta; break;}
           case 6: {p->Tcmpa=Ta; p->Tcmpb=Tc; p->Tcmpc=Tb; break;}
             default:{;}
      }
    }
    4、实验波形如下,左图2通道是处理器直接输出的波形,经过RC滤波之后的波形如1通道所示,右图是三相SVPWM波形图,为什么会是这样,是因为引入了三次谐波,所以不是正弦波,而是马鞍波


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    [LV.4]偶尔看看III

    发表于 2018-8-9 08:37:24 |显示全部楼层
    不错不错!加油啦!!
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    [LV.1]初来乍到

    发表于 2018-8-10 09:37:09 |显示全部楼层
    不错不错,继续加油!!
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    [LV.8]以坛为家I

    发表于 2018-8-10 11:02:46 |显示全部楼层
    不错,顶起来
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    白丁

    该用户从未签到

    发表于 2018-8-10 16:15:45 |显示全部楼层
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    [LV.7]常住居民III

    发表于 2018-8-21 21:20:07 |显示全部楼层
    学习了,谢谢分享
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    [LV.1]初来乍到

    发表于 2018-9-10 19:41:45 |显示全部楼层
    本帖最后由 Cooper0 于 2018-9-10 19:44 编辑

    我想请问一下,结构体里面最后的那个函数指针的结构体变量是干什么用的,希望用邮件回复,方便我查看,邮箱:Cooper0@qq.com
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