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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(kāi)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(méi)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)3.5IDE：MDK-ARM

IQmathLib

本文使用了IQMathLib的Cortex-M3版本，這樣一來(lái)，對(duì)于沒(méi)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(kāi)發(fā)，需要使用的是rvmdk-cm3。

打開(kāi)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(kāi)關(guān)狀態(tài)

附件