一种三轴占空比的计算方法、装置、单片机及程序产品与流程

本发明涉及电机控制，尤其涉及的是一种三轴占空比的计算方法、装置、单片机及程序产品。

背景技术：

1、foc(field-oriented control，磁场定向控制)是一种电机控制策略，又称矢量控制，是通过控制变频器输出电压的幅值和频率控制三相直流无刷电机的一种变频驱动控制方法。foc的实质是运用坐标变换将三相静止坐标系下的电机相电流转换到相对于转子磁极轴线静止的旋转坐标系上，通过控制旋转坐标系下的矢量大小和方向达到控制电机目的。目前，foc电机控制如果想要获得好的控制效果，需要100us控制一次。常规的空间矢量脉宽调制(svpwm)算法的输入数据是alpha轴上标幺后的电压(u_alpha),beta轴上标幺后的电压(u_beta)，通过数学计算得到三轴的占空比，即a、b、c轴上的占空比(ua,ub,uc)。该算法存在大量的乘法、判断以及除法，计算复杂，运行时间长。以8位单片机运行算法为例，除法计算量极大，导致执行时间远大于100us，进而导致电机控制效果差。

2、因此，现有技术还有待改进和发展。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种三轴占空比的计算方法、装置、单片机及程序产品，旨在解决现有技术中空间矢量脉宽调制算法的输入数据是alpha轴上标幺后的电压(u_alpha),beta轴上标幺后的电压(u_beta)，需要通过大量乘法、判断以及除法计算得到三轴的占空比，计算复杂，运行时间长，导致电机控制效果差的问题。

2、本发明解决问题所采用的技术方案如下：

3、第一方面，本发明实施例提供一种三轴占空比的计算方法，所述方法包括：

4、获取预先构建的目标表格，其中，所述目标表格用于反映不同的三轴变量与不同的电压角度之间的数值对应关系；

5、获取当前的电压值和电压角度值，根据所述电压角度值和所述目标表格确定三轴变量值；

6、根据所述电压值和所述三轴变量值计算三轴占空比。

7、在一种实施方式中，所述目标表格用于反映a轴的变量与电压角度之间的数值对应关系；b轴的变量与第一和值之间的数值对应关系，所述第一和值为电压角度与120°的和值；以及c轴的变量与第二和值之间的数值对应关系，所述第二和值为电压角度与240°的和值。

8、在一种实施方式中，所述根据所述电压角度值和所述目标表格确定三轴变量值，包括：

9、根据所述电压角度值对所述目标表格进行查询，得到a轴的变量值；

10、根据所述第一和值对所述目标表格进行查询，得到b轴的变量值；

11、根据所述第二和值对所述目标表格进行查询，得到c轴的变量值；

12、将所述a轴的变量值、所述b轴的变量值以及所述c轴的变量值作为所述三轴变量值。

13、在一种实施方式中，所述根据所述电压值和所述三轴变量值计算三轴占空比，包括：

14、将所述三轴变量值与所述电压值相乘再除以4096，得到所述三轴占空比。

15、在一种实施方式中，所述方法还包括：

16、根据所述三轴占空比进行实际测试，根据实际测试结果确定电流谐波异常数据；

17、根据所述电流谐波异常数据对所述目标表格进行调整。

18、在一种实施方式中，所述根据所述电流谐波异常数据对所述目标表格进行调整，包括：

19、根据所述电流谐波异常数据确定补偿波形；

20、将所述补偿波形插入所述目标表格，得到更新目标表格。

21、在一种实施方式中，所述将所述补偿波形插入所述目标表格，包括：

22、通过预设的数据处理软件将所述补偿波形插入所述目标表格。

23、第二方面，本发明实施例还提供一种三轴占空比的计算装置，所述装置包括：

24、获取模块，用于获取预先构建的目标表格，其中，所述目标表格用于反映不同的三轴变量与不同的电压角度之间的数值对应关系；

25、查询模块，用于获取当前的电压值和电压角度值，根据所述电压角度值和所述目标表格确定三轴变量值；

26、计算模块，用于根据所述电压值和所述三轴变量值计算三轴占空比。

27、第三方面，本发明实施例还提供一种单片机，所述单片机包括一个以上的程序；所述程序包含用于执行如上述任一所述的三轴占空比的计算方法的指令。

28、第四方面，本发明实施例还提供一种单片机程序产品，包括单片机程序，所述单片机程序产品被执行时实现上述任一所述的三轴占空比的计算方法。

29、本发明的有益效果：本发明实施例通过获取预先构建的目标表格，其中，所述目标表格用于反映不同的三轴变量与不同的电压角度之间的数值对应关系；获取当前的电压值和电压角度值，根据所述电压角度值和所述目标表格确定三轴变量值；根据所述电压值和所述三轴变量值计算三轴占空比。本发明预先构建了一个目标表格，通过目标表格存储不同的三轴变量与不同电压角度之间的数值对应关系。在实际应用时，利用电压值(us)和电压角度值(theta)，通过查询目标表格和简单计算得到三轴占空比。在保障算法效果的同时，可以有效减少计算开销。本发明方法即使在8位单片机上运行，也可以获得很好的控制效果。解决了现有技术中空间矢量脉宽调制算法需要通过大量乘法、判断以及除法计算得到三轴占空比，计算复杂，运行时间长，导致电机控制效果差的问题。

技术特征：

1.一种三轴占空比的计算方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的三轴占空比的计算方法，其特征在于，所述目标表格用于反映a轴的变量与电压角度之间的数值对应关系；b轴的变量与第一和值之间的数值对应关系，所述第一和值为电压角度与120°的和值；以及c轴的变量与第二和值之间的数值对应关系，所述第二和值为电压角度与240°的和值。

3.根据权利要求2所述的三轴占空比的计算方法，其特征在于，所述根据所述电压角度值和所述目标表格确定三轴变量值，包括：

4.根据权利要求1所述的三轴占空比的计算方法，其特征在于，所述根据所述电压值和所述三轴变量值计算三轴占空比，包括：

5.根据权利要求1所述的三轴占空比的计算方法，其特征在于，所述方法还包括：

6.根据权利要求5所述的三轴占空比的计算方法，其特征在于，所述根据所述电流谐波异常数据对所述目标表格进行调整，包括：

7.根据权利要求6所述的三轴占空比的计算方法，其特征在于，所述将所述补偿波形插入所述目标表格，包括：

8.一种三轴占空比的计算装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种单片机，其特征在于，所述单片机包括一个以上的程序；所述程序包含用于执行如权利要求1-7中任一所述的三轴占空比的计算方法的指令。

10.一种单片机程序产品，包括单片机程序，其特征在于，所述单片机程序产品被执行时实现上述权利要求1-7任一所述的三轴占空比的计算方法。

技术总结本发明公开了一种三轴占空比的计算方法、装置、单片机及程序产品。方法包括：获取预先构建的目标表格，目标表格用于反映不同的三轴变量与不同的电压角度之间的数值对应关系；获取当前的电压值和电压角度值，根据电压角度值和目标表格确定三轴变量；根据电压值和三轴变量计算三轴占空比。本发明预先构建了目标表格来存储不同的三轴变量与不同的电压角度之间的数值对应关系。利用电压值和电压角度值，通过查询目标表格和简单计算得到三轴占空比。在保障算法效果的同时，可以有效减少计算开销。解决了现有技术中空间矢量脉宽调制算法需要通过大量乘法、判断以及除法计算得到三轴占空比，计算复杂，运行时间长，导致电机控制效果差的问题。技术研发人员：曾辉,潘磊,欧阳正良,万义鳌,郑一丹受保护的技术使用者：深圳朗特智能控制股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1