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无感FOC算法中解决单电阻采样重构三相电流的难题

时间:2023-01-25 13:00:01 tc05电阻

大四在公司实习,主要做无刷电机控制算法,学习FOC在这个过程中,因为公司想降低产品成本,我只能用单电阻采样来做电流环。于是我到处找单电阻采样的资料,跑遍了各大论坛,资料少得可怜,只能讲一般原理,看完还是不知道怎么具体实现。后来,我别无选择,只能强迫自己读几篇硕士论文和期刊。我基本上明白了。(吐槽一下,硕士论文要出书吗?一篇文章接近100页,看死我了。)我多说,开始说严肃。

由于采样窗口期短,低调制区域和风扇区域边缘无法完成采样

  1. 判断采样窗口期是否足够,如果足够,直接采样,如果不够,需要对pwm移相处理。

在FOC在算法中计算矢量作用时长的步骤中,我们计算了当前风扇区域的两个有效矢量作用时长Ta、Tb。(Ta,Tb都是定时器计值)所以我们可以分别采样Ta/2,Tb/2。

以图中的情况为例Ta/2期下管状态为100,此时采样电流为-Ia,在Tb/2期下管状态为110,采样电流为Ic,基尔霍夫定律Ia Ib Ic=剩下的一相可以求出Ib电流。重构三相电流。

如何判断采样窗口是否有足够的时间?

首先要确定完成采样需要多长时间。我们设定这个时间Tmin。

Tmin=Td Tc Ts

Td是死区时间,Tc电流完全稳定所需的时间,Ts是AD采样所需的时间。

(如果你不知道时间是多少,有一个愚蠢的方法,你可以Tmin这个时间从小到大,试试这个时间)

确定了Tmin之后就可以判断采样窗口期是否足够了。

很显然只要Ta/2和Tb/2大于Tmin,采样窗口期就够了。直接采样完成。

反之Ta/2和Tb/2小于Tmin采样窗口期不够我们采样。这个时候需要移相。如何移动,移动的规律是什么。我直接给出我的总结

当Ta/2

当Tb/2

2.如何写移相代码?

SVPWM输出时,直接给值CCR从上图可以看出,我们左移的时间是t,也就是上面提到的Tmin-Ta/2对应的计数值。判断需要移相后,我们只需要移相SVPWM值减去t,再给到CCR当计数器计达到最大值,即达到顶点时,再次使用SVPWM得出的值加上t,给到CCR里。这样移相就完成了,占空比没有改变。

3完善总结

  1. 电流稳定后注入ADC采样
  2. 在电流环的构造中,需要在三相电流重构后进行Clarke变换,得出Iα以及Iβ,然后经过Park变换得出,Iq和Id。其实反馈回来了Iq和Id畸变程度大,最好在这里加一个低通滤波算法Iq和Id过滤掉高频纹波,三相电流会更光滑。

人生第一次写博客,希望大家多点赞。

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