[發明專利]用于紡機變頻器的實時正弦值計算產生SPWM的方法

有效

• 申請號: 201210145056.7
• 申請日: 2012-05-11
• 公開（公告）號: CN102710100A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 高明煜;夏長亮;周光炎;何志偉;黃繼業;徐康平
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H02P27/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本專利屬于變頻器技術領域，具體涉及到一種用于紡機變頻器的實時正弦值計算產生SPWM的方法。

背景技術

對于交流電機控制來說，不論是最簡單的恒壓頻比控制，還是更先進的矢量控制或者是直接轉矩控制，都要涉及到正弦值的計算。正弦值的計算是控制部分最基本的核心內容，如何簡單、快速、高精度地得到正弦值對系統的性能至關重要。傳統用的查表方法的確可以節省很多單片機的運算時間，但是，非常龐大的數組消耗了單片機里面非常寶貴的FLASH資源，同時精度也不會很高，而且無法得知任意角度的正弦值，只能通過間隔幾個點的方式來進行搜索表格得知正弦值。如今，單片機的運算能力已經非常強大了，尤其是基于ARM內核的單片機，完全可以勝任實時運算產生定點正弦值的任務。將算出來的正弦值形成的正弦波作為原始信號，用定時器生成的三角波作為載波，然后將兩個信號進行調制，就是正弦脈寬調制波（SPWM）。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提出了一種用于紡機變頻器的實時正弦值計算產生SPWM的方法。

一種用于紡機變頻器的實時正弦值計算產生SPWM的方法包括以下步驟：

步驟(1)：依據所要輸出的SPWM波的頻率f_o?,得到作為原始信號的正弦波的頻率f_i?，f_i=f_o?。

步驟(2)：依據三角波的載波頻率f_s，得到一個正弦波周期有n個采樣點，n=f_s/f_i?,?可以得到兩個采樣點之間的間隔角度Δθ，Δθ=360°/n。

步驟(3)：每計算完一個采樣點，正弦波的輸入角度θ每次都累加Δθ，0°≤θ<360°；

步驟(4)：計算所有整數角度γ=0°，1°，2°,……，90°時sin(γ)的Q15格式定點數表示值：int(32768·sin(γ))，其中int(·)表示取結果的整數部分，Q15格式的定點數32768等價于Q0格式的小數1.0；將它們保存到表格T[γ]中；

步驟(5)：獲得輸入角度為θ的Q15格式定點數表示值，其整數部分為???I_θ=int(θ),小數部分的Q15格式定點數表示為?f_θ=int(32768·(θ-I_θ));

步驟(6)：根據正弦函數性質sin(180°+θ)=-sin(θ),將大于180°的正弦計算轉化為0°～180°范圍內的正弦計算，即進行如下操作：

????①若I_θ>180，令s=-1，I_θ=I_θ-180，f_θ不變；

?????②若I_θ≤180，令s=1，I_θ不變，f_θ不變；

步驟(7)：根據正弦函數性質sin(180°-θ)=sin(θ)，將大于90°小于180°的正弦計算進一步轉化為0°～90°范圍內的正弦計算進行，即進行如下操作：

????①若I_θ>90，令I_θ=179-I_θ，f_θ=32768-?f_θ；

????②若I_θ≤90，則I_θ和f_θ均保持不變；

步驟(8)：根據上述轉換后，根據角度θ的小數部分的Q0值，從表格T[γ]查找最近整數角度插值點I_θ：

????①若Q0值的絕對值大于0.5°，即其對應的Q15格式定點數滿足16384<f_θ<49152，則令I_θ=I_θ+1，并同時修改f_θ=65535-?f_θ；

????②若上述條件不滿足，則I_θ和f_θ保持不變；