SVPWM
SVPWM是空間矢量脈寬調(diào)制(Space Vector Pulse Width Modulation)的簡(jiǎn)稱，通常由三相逆變器的六個(gè)功率開關(guān)管組成，經(jīng)過(guò)特定的時(shí)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(huì)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(shí)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(gè)非常不錯(cuò)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(shí)現(xiàn)SVPWM進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。
IQMATH
TI的片子很香，控制方面，TI無(wú)疑是做的最好的方案之一，相對(duì)來(lái)說(shuō)資料也非常齊全； 另外TI針對(duì)沒有浮點(diǎn)運(yùn)算器的定點(diǎn)DSP推出了IQMATH庫(kù)，在使用Q格式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理的過(guò)程中，十分方便，代碼也變得更加簡(jiǎn)潔，本文將使用TI的提供的SVPWM算法基于STM32平臺(tái)實(shí)現(xiàn)SVPWM調(diào)制。
測(cè)試平臺(tái)參數(shù)： 硬件：stm32f103 軟件：標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)3.5 IDE：MDK-ARM
IQmathLib
本文使用了IQMathLib的Cortex-M3版本，這樣一來(lái)，對(duì)于沒有浮點(diǎn)處理器的定點(diǎn)MCU來(lái)說(shuō)，對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)一進(jìn)行Q格式的處理會(huì)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(gè)平臺(tái)下的靜態(tài)庫(kù)，本文使用STM32F1在keil環(huán)境下進(jìn)行開發(fā)，需要使用的是rvmdk-cm3。
打開一個(gè)keil工程，在菜單界面點(diǎn)擊如下圖所示的圖標(biāo)進(jìn)入project items；
添加IQmath組，并添加rvmdk-cm3路徑下的靜態(tài)庫(kù)，和頭文件；
點(diǎn)擊下圖所示的圖標(biāo)進(jìn)入工程熟悉的設(shè)置；
添加rvmdk-cm3靜態(tài)庫(kù)的路徑，和頭文件的包含路徑，如下圖所示；
最終，build整個(gè)工程即可。
測(cè)試部分程序
/**
#include "stm32f10x.h"
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include "serial_scope.h"
#include "common.h"
#include "IQmathLib.h"
#include "usart_driver.h"
#include "clarke.h"
#include "park.h"
#include "svpwm.h"
/**
* @brief Main program.
* @param None
* @retval None
*/
sv_mod_t svpwm = SVGEN_DEFAULTS;
#define CLARK 0
#define PARK 1
#define SVPWM 2
#define SVPWM_REG 3
int main(void)
{
int user_data[4] = { 0 };
static int16_t time_cnt = 0;
Trig_Components a;
Trig_Components b;
_iq final_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(guò)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(bǔ)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(dòng)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)
附件
