02.实现逆帕克变换和逆克拉克变换

02.实现逆帕克变换和逆克拉克变换

使用定点数实现

• u_d
  • 类型: int16_t
  • 映射关系：[-32768,32767] 表示 [-1,1]
  • 精度：1/32768 = 0.0000305
• e_angle
  • 类型: uint16_t
  • 映射关系：[0,65535] 表示 [0,2PI]
  • 精度：360°/65535 = 0.00549°

具体实现

BLDCMotor.cpp

#include "BLDCMotor.hpp"
#include "Arduino.h"

/**
 * 设置相电压
 * @param u_d int16_t [-32768,32767] 表示 [-1,1] 精度：1/32768 = 0.0000305
 * @param u_q int16_t [-32768,32767] 表示 [-1,1]
 * @param e_angle uint16_t [0,65535] 表示 [0,2PI] 精度：360°/65535 = 0.00549°
 */
void BLDCMotor::setPhraseVoltage(int16_t u_d, int16_t u_q, uint16_t e_angle)
{
    int16_t sin, cos;
    _sincos(e_angle, &sin, &cos);
    // 帕克逆变换
    // 因为 0xffff * 0xffff ≈ 0xffff0000
    // 即 uin16_t * uin16_t 结果须用 uit32_t 来保存
    // 另外 因为结果扩大了 0xffff倍 ，所以要缩放回去。
    int16_t u_alpha = ((cos * (int32_t)u_d) + (-sin * (int32_t)u_q)) / _INT16_ONE_;
    int16_t u_beta = ((sin * (int32_t)u_d) + (cos * (int32_t)u_q)) / _INT16_ONE_;
    // 克拉克逆变换(等幅值形式)
    int16_t u_a = u_alpha;
    int16_t u_b = (-u_alpha + _SQRT3_ * u_beta / _INT16_ONE_) / 2;
    int16_t u_c = -(u_a + u_b);
    Serial.print(u_a);
    Serial.print(',');
    Serial.print(u_b);
    Serial.print(',');
    Serial.print(u_c);
    Serial.print('\n');
}

BLDCMotor.cpp

#ifndef __BLDCMotor_H__
#define __BLDCMotor_H__
#include <stdint.h>
#include "foc_utils.h"
class BLDCMotor
{
public:
    /**
     * 设置相电压
     * @param u_d int16_t [-32768,32767] 表示 [-1,1] 精度：1/32768 = 0.0000305
     * @param u_q int16_t [-32768,32767] 表示 [-1,1]
     * @param e_angle uint16_t [0,65535] 表示 [0,2PI] 精度：360°/65535 = 0.00549°
     */
    void setPhraseVoltage(int16_t u_d, int16_t u_q, uint16_t e_angle);
};
#endif

typedef.h

// 单位1 32767
#define _INT16_ONE_ 32767
// 单位PI 180°
#define _PI_ 32767
// 360°
#define _2PI_ 65535
// 90°
#define _PI_2_ 16383
// 180°
#define _PI_4_ 16383
// -90°=270°
#define _3_PI_2_ 16383

实现效果

02.park_and_clarke.ino

#include <Arduino.h>
#include "BLDCMotor.hpp"
#include "foc_utils.h"
#include "typedef.h"

BLDCMotor motor;
void setup()
{
  Serial.begin(9600);
}
uint16_t a = 0;
void loop()
{
  a += 1500;
  if (a > _2PI_)
    a -= _2PI_;
  motor.setPhraseVoltage(_INT16_ONE_, 0, a);
}