基于定點(diǎn)dsp的變頻器實(shí)時(shí)正弦值計(jì)算的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于變頻器技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及到一種基于定點(diǎn)DSP的用于變頻器的實(shí)時(shí) 高效正弦值計(jì)算的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)于交流異步電機(jī)的控制來(lái)說(shuō)，無(wú)論是簡(jiǎn)單的恒壓頻比控制，還是先進(jìn)的矢量控 制抑或是直接轉(zhuǎn)矩控制，都必須要設(shè)及到正弦值的計(jì)算。正弦值的計(jì)算也成為了控制部分 的重點(diǎn)內(nèi)容，如何簡(jiǎn)便、快速、高精度地計(jì)算出正弦值，對(duì)系統(tǒng)的性能起著決定性作用。對(duì)于 定點(diǎn)DSP巧片TMS32CF2812來(lái)說(shuō)，運(yùn)算能力非常強(qiáng)大，完全能夠勝任實(shí)時(shí)計(jì)算正弦值的任 務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種基于定點(diǎn)DSP的變頻器實(shí)時(shí)正弦值計(jì)算 的方法。
[0004] 本發(fā)明一種基于定點(diǎn)DSP的變頻器實(shí)時(shí)正弦值計(jì)算的方法，該方法具體包括W下 步驟：
[000引步驟（1);計(jì)算^、^、^、…、^反正切所對(duì)應(yīng)的角度值的Q16格式： int(65536*arctan(.))，其中 表示玄、^、…、^中的數(shù)，存儲(chǔ)到數(shù)組 T[17]中，即T[17] = {2949120, 1740967, 919879, 466945, 2：34379, 117304, 58666, 29335, 14 668, 73：34, 3667, 1833, 917, 458, 229, 115, 57};
[0006]步驟（2);輸入角度0，將其用Q16格式定點(diǎn)數(shù)表示為；0 = _IQ16( 0 );
[0007] 步驟（3);根據(jù)正弦函數(shù)性質(zhì)sin(180° +日）=-sin(日）、sin(180° -日）= sin(0)，將0°~360°的正弦計(jì)算轉(zhuǎn)化為0°~90°范圍內(nèi)的正弦計(jì)算，即進(jìn)行如下操 作：
[000引 ①若 0〉90&& 0 < = 270，0 = 180- 0 ;
[0009]②若 0〉180&& 0 < = 360，0 = 0 -360 ;
[0010] 步驟（4);賦初值，令x= _IQ16(0. 607253)，y= 0，dx= 0，dy= 0;
[0011] 步驟巧）：接下來(lái)是一個(gè)迭代過(guò)程：
[0012]①dx = x〉〉i ;
[0013]②dy = y〉〉i ;
[0014]⑨若白〉=0，x=x- dy, y=y+dx，白=白-T [i];
[0015]④否則，X = x+dy，y = y - dx，日二日+T[i];
[0016] ⑥循環(huán)過(guò)程①~④，i從0開始增加到16為止，迭代結(jié)束，此時(shí)的y值
[0017] 即為輸入角度的正弦值的Q16格式，其中i為0-16的整數(shù)；
[0018] 所述的Q16格式是將一個(gè)小數(shù)放大2"后，用放大后的整數(shù)來(lái)表示小數(shù)。
[0019] 有益效果；本發(fā)明采用Q格式的形式進(jìn)行定點(diǎn)運(yùn)算，右移代替除法，計(jì)算簡(jiǎn)單高 效，占用存儲(chǔ)空間少，可W滿足變頻器中正弦值的快速高精度計(jì)算。由于正弦值的精度提 高，運(yùn)算時(shí)間減少，產(chǎn)生的SPWM波、SVPWM波精度有較高的提高，可W有效減小變頻器輸出 的失真率，對(duì)電機(jī)的控制效果有了很大的提升，減小了電機(jī)的抖動(dòng)和損耗。
【具體實(shí)施方式】：
[0020] 本發(fā)明一種基于定點(diǎn)DSP的變頻器實(shí)時(shí)正弦值計(jì)算的方法，該方法具體包括W下 步驟：
[0021] 步驟（1);計(jì)算^、^、^、…、^反正切所對(duì)應(yīng)的角度值的Q16格式： int(65536相rctanC))，其中 <.，表示垂、^、…、去中的數(shù)，存儲(chǔ)到數(shù)組 T[17]中，即T[17] = {2949120, 1740967, 919879, 466945, 2：34379, 117304, 58666, 29335, 14 668, 73：34, 3667, 1833, 917, 458, 229, 115, 57};
[0022]步驟（2);輸入角度0，將其用Q16格式定點(diǎn)數(shù)表示為；0 = _IQ16( 0 );
[002引步驟（3);根據(jù)正弦函數(shù)性質(zhì)sin(180° +日）=-sin(日）、sin(180° -日）=sin(0)，將0°~360°的正弦計(jì)算轉(zhuǎn)化為0°~90°范圍內(nèi)的正弦計(jì)算，即進(jìn)行如下操 作：
[0024]⑨若 0〉90&& 0 < = 270，0 = 180- 0 ;
[002引 ④若 0〉180&& 0 < = 360，0 = 0 -360 ;
[0026]步驟（4);賦初值，令X= _IQ16 (0. 607253)，y= 0，dx= 0，dy= 0;
[0027] 步驟巧）；接下來(lái)是一個(gè)迭代過(guò)程：
[002引 ⑧dx=x〉〉i;
[0029]⑦dy=y〉〉i;
[0030]⑨若白〉=0, X = X - dy，y = y+dx，白二白-T[i];
[0031] ⑨否則，X=x+dy，y=y-dx，日=日 +T[i];
[0032] ⑩循環(huán)過(guò)程①~④，i從0開始增加到16為止，迭代結(jié)束，此時(shí)的y值
[0033] 即為輸入角度的正弦值的Q16格式，其中i為0-16的整數(shù)；
[0034] 所述的Q16格式是將一個(gè)小數(shù)放大2"后，用放大后的整數(shù)來(lái)表示小數(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于定點(diǎn)DSP的變頻器實(shí)時(shí)正弦值計(jì)算的方法，其特征在于：包括以下步驟：
T[17]中，即T[17] = {2949120, 1740967, 919879, 466945, 234379, 117304, 58666, 29335, 14 668, 7334, 3667, 1833, 917, 458, 229, 115, 57}; 步驟（2):輸入角度0，將其用Q16格式定點(diǎn)數(shù)表示為：0 = _IQ16( 0 ); 步驟⑶：根據(jù)正弦函數(shù)性質(zhì)sin(180° +0)=_sin(9)、sin(18O° -0)=sin(0)， 將0°~360°的正弦計(jì)算轉(zhuǎn)化為0°~90°范圍內(nèi)的正弦計(jì)算，即進(jìn)行如下操作： ① 若 9 >90&& 9〈 = 270，9 = 180- 9 ; ② 若 9 >180&& 9〈 = 360，9 = 9 -360 ; 步驟（4):賦初值，令X= _IQ16 (0? 607253)，y= 0，dx= 0，dy= 0; 步驟（5):接下來(lái)是一個(gè)迭代過(guò)程： (1) dx=x?i； (2) dy=y?i； ③ 若 9> = 0，x=x_dy，y=y+dx，0 = 0 -T[i]； ④ 否則，x=x+dy，y=y-dx，0 = 0 +T[i]; ⑤ 循環(huán)過(guò)程①~④，i從〇開始增加到16為止，迭代結(jié)束，此時(shí)的y值 即為輸入角度的正弦值的Q16格式，其中i為0-16的整數(shù)； 所述的Q16格式是將一個(gè)小數(shù)放大216后，用放大后的整數(shù)來(lái)表示小數(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及基于定點(diǎn)DSP的變頻器實(shí)時(shí)正弦值計(jì)算的方法。變頻器中要產(chǎn)生正弦脈寬調(diào)制波來(lái)控制電機(jī)，傳統(tǒng)方法采用正弦表查表完成，需要用到比較大的芯片F(xiàn)LASH空間，如果正弦值要求精度比較高，或頻率變化比較大的話，所需空間會(huì)以幾何倍的方式增長(zhǎng)。本方法結(jié)合查表法和CORDIC變形算法，實(shí)時(shí)計(jì)算sin正弦值，正弦脈寬調(diào)制波是以正弦波為原始信號(hào)，疊加4k-16k頻率的三角波載波調(diào)制生成。得到正弦波的角度后，首先將其映射到第一象限，并采用CORDIC變形算法，將所有浮點(diǎn)計(jì)算轉(zhuǎn)換為定點(diǎn)計(jì)算，乘除運(yùn)算以左移右移代替，具有速度快、精度高、占用存儲(chǔ)空間少的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】H02P27-08
【公開號(hào)】CN104716889
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510127930
【發(fā)明人】高明煜, 王振濤, 何志偉, 黃繼業(yè), 曾毓
【申請(qǐng)人】杭州電子科技大學(xué)
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年3月23日