SVPWM
SVPWM是空間矢量脈寬調(diào)制(Space Vector Pulse Width Modulation)的簡稱,通常由三相逆變器的六個功率開關(guān)管組成,經(jīng)過特定的時序和換相所所產(chǎn)生的脈沖寬度調(diào)制波,最終輸出的波形可能會十分接近理想的正弦波形。具體如下圖所示;左側(cè)為復(fù)平面,即空間矢量,右側(cè)為時域的正弦波形;
關(guān)于SVPWM原理的文章非常多,這里可以推薦一下網(wǎng)上一個非常不錯的教程《SVPWM的原理及法則推導(dǎo)和控制算法詳解第五修改版》,本文將如何實現(xiàn)SVPWM進行簡單的介紹。
IQMATH
TI的片子很香,控制方面,TI無疑是做的最好的方案之一,相對來說資料也非常齊全;另外TI針對沒有浮點運算器的定點DSP推出了IQMATH庫,在使用Q格式對數(shù)據(jù)進行分析和處理的過程中,十分方便,代碼也變得更加簡潔,本文將使用TI的提供的SVPWM算法基于STM32平臺實現(xiàn)SVPWM調(diào)制。
測試平臺參數(shù):硬件:stm32f103軟件:標準外設(shè)庫3.5IDE:MDK-ARM
IQmathLib
本文使用了IQMathLib的Cortex-M3版本,這樣一來,對于沒有浮點處理器的定點MCU來說,對數(shù)據(jù)統(tǒng)一進行Q格式的處理會變得更加便捷,并且高效;
首先將IQmathlib解壓可以得到如下文件,其中包含各個平臺下的靜態(tài)庫,本文使用STM32F1在keil環(huán)境下進行開發(fā),需要使用的是rvmdk-cm3。
打開一個keil工程,在菜單界面點擊如下圖所示的圖標進入project items;
添加IQmath組,并添加rvmdk-cm3路徑下的靜態(tài)庫,和頭文件;
點擊下圖所示的圖標進入工程熟悉的設(shè)置;
添加rvmdk-cm3靜態(tài)庫的路徑,和頭文件的包含路徑,如下圖所示;
最終,build整個工程即可。
測試部分程序
/** #include"stm32f10x.h" #include#include #include"serial_scope.h" #include"common.h" #include"IQmathLib.h" #include"usart_driver.h" #include"clarke.h" #include"park.h" #include"svpwm.h" /** *@briefMainprogram. *@paramNone *@retvalNone */ sv_mod_tsvpwm=SVGEN_DEFAULTS; #defineCLARK0 #definePARK1 #defineSVPWM2 #defineSVPWM_REG3 intmain(void) { intuser_data[4]={0}; staticint16_ttime_cnt=0; Trig_Componentsa; Trig_Componentsb; _iqfinal_angle; usart_init(); while(1) { time_cnt-=32; clarke_parameter.As=_IQsinPU(time_cnt); clarke_parameter.Bs=_IQsinPU(time_cnt-0x5555); if(clarke_parameter.As>32767){ clarke_parameter.As=32767; } if(clarke_parameter.As-32768){ ???clarke_parameter.As?=?-32768; ??} ?? ??if(clarke_parameter.Bs?>32767){ clarke_parameter.Bs=32767; } if(clarke_parameter.Bs-32768){ ???clarke_parameter.Bs?=?-32768; ??} ?? ??clarke_calc(&clarke_parameter); ?? ??park_parameter.Alpha?=?clarke_parameter.Alpha; ??park_parameter.Beta?=?clarke_parameter.Beta; ?? ??park_parameter.Sin?=?trig_functions(time_cnt).hsin; ??park_parameter.Cos?=?trig_functions(time_cnt).hcos; ??park_parameter.Angle?=?-time_cnt; ??park_calc(&park_parameter); ?? ??svpwm.Ualpha?=?clarke_parameter.Alpha; ??svpwm.Ubeta?=?clarke_parameter.Beta; ?? ??svpwm_calc(&svpwm); ?? ??#define?FOC_DEBUG??SVPWM_REG #if?(FOC_DEBUG?==?CLEAK) ??user_data[0]?=?clarke_parameter.As; ??user_data[1]?=?clarke_parameter.Bs; ??user_data[2]?=?clarke_parameter.Alpha; ??user_data[3]?=?clarke_parameter.Beta;?? #elif?(FOC_DEBUG?==?PARK) ??user_data[0]?=?clarke_parameter.As; ??user_data[1]?=?clarke_parameter.Bs; ??user_data[2]?=?park_parameter.Ds; ??user_data[3]?=?park_parameter.Qs; #elif?(FOC_DEBUG?==?SVPWM)? ??user_data[0]?=?(uint16_t)svpwm.Ta; ??user_data[1]?=?(uint16_t)svpwm.Tb; ??user_data[2]?=?(uint16_t)svpwm.Tc; ??user_data[3]?=?svpwm.VecSector*5000; #elif?(FOC_DEBUG?==?SVPWM_REG) ?? ??//換算的CCRx寄存器的值 ??sv_regs_mod_t?sv_regs?=?svpwm_get_regs_mod(7200,&svpwm); ?? ??user_data[0]?=?sv_regs.ccr1; ??user_data[1]?=?sv_regs.ccr2; ??user_data[2]?=?sv_regs.ccr3; ??user_data[3]?=?svpwm.VecSector*1000; #endif ??SDS_OutPut_Data_INT(user_data); ?} ?return?0; }
最終通過串口輸出串口圖形化軟件的Ta,Tb,Tc 如下圖所示;
關(guān)于STM32的配置,需要配置三路互補PWM波形輸出;例如配置了TIM1的CH1,CH2,CH3這三路PWM輸出,然后可以把Ta,Tb,Tc的值分別賦值給CCR1,CCR2,CCR3即可;
具體如下圖所示;左側(cè)是復(fù)平面的矢量合成動態(tài)圖;右側(cè)是三路PWM輸出通道的比較狀態(tài);
開關(guān)狀態(tài)
編輯:jq
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空間矢量脈寬
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原文標題:對不起!這篇SVPWM來晚了!
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