基于定点dsp的变频器实时正弦值计算的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于变频器技术领域，具体设及到一种基于定点DSP的用于变频器的实时 高效正弦值计算的方法。
【背景技术】
[0002] 对于交流异步电机的控制来说，无论是简单的恒压频比控制，还是先进的矢量控 制抑或是直接转矩控制，都必须要设及到正弦值的计算。正弦值的计算也成为了控制部分 的重点内容，如何简便、快速、高精度地计算出正弦值，对系统的性能起着决定性作用。对于 定点DSP巧片TMS32CF2812来说，运算能力非常强大，完全能够胜任实时计算正弦值的任 务。
【发明内容】
[0003] 本发明针对现有技术的不足，提出了一种基于定点DSP的变频器实时正弦值计算 的方法。
[0004] 本发明一种基于定点DSP的变频器实时正弦值计算的方法，该方法具体包括W下 步骤：
[000引步骤（1);计算^、^、^、…、^反正切所对应的角度值的Q16格式： int(65536*arctan(.))，其中 表示玄、^、…、^中的数，存储到数组 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]步骤（2);输入角度0，将其用Q16格式定点数表示为；0 = _IQ16( 0 );
[0007] 步骤（3);根据正弦函数性质sin(180° +日）=-sin(日）、sin(180° -日）= sin(0)，将0°~360°的正弦计算转化为0°~90°范围内的正弦计算，即进行如下操 作：
[000引 ①若 0〉90&& 0 < = 270，0 = 180- 0 ;
[0009]②若 0〉180&& 0 < = 360，0 = 0 -360 ;
[0010] 步骤（4);赋初值，令x= _IQ16(0. 607253)，y= 0，dx= 0，dy= 0;
[0011] 步骤巧）：接下来是一个迭代过程：
[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否则，X = x+dy，y = y - dx，日二日+T[i];
[0016] ⑥循环过程①~④，i从0开始增加到16为止，迭代结束，此时的y值
[0017] 即为输入角度的正弦值的Q16格式，其中i为0-16的整数；
[0018] 所述的Q16格式是将一个小数放大2"后，用放大后的整数来表示小数。
[0019] 有益效果；本发明采用Q格式的形式进行定点运算，右移代替除法，计算简单高 效，占用存储空间少，可W满足变频器中正弦值的快速高精度计算。由于正弦值的精度提 高，运算时间减少，产生的SPWM波、SVPWM波精度有较高的提高，可W有效减小变频器输出 的失真率，对电机的控制效果有了很大的提升，减小了电机的抖动和损耗。
【具体实施方式】：
[0020] 本发明一种基于定点DSP的变频器实时正弦值计算的方法，该方法具体包括W下 步骤：
[0021] 步骤（1);计算^、^、^、…、^反正切所对应的角度值的Q16格式： int(65536相rctanC))，其中 <.，表示垂、^、…、去中的数，存储到数组 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]步骤（2);输入角度0，将其用Q16格式定点数表示为；0 = _IQ16( 0 );
[002引步骤（3);根据正弦函数性质sin(180° +日）=-sin(日）、sin(180° -日）=sin(0)，将0°~360°的正弦计算转化为0°~90°范围内的正弦计算，即进行如下操 作：
[0024]⑨若 0〉90&& 0 < = 270，0 = 180- 0 ;
[002引 ④若 0〉180&& 0 < = 360，0 = 0 -360 ;
[0026]步骤（4);赋初值，令X= _IQ16 (0. 607253)，y= 0，dx= 0，dy= 0;
[0027] 步骤巧）；接下来是一个迭代过程：
[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否则，X=x+dy，y=y-dx，日=日 +T[i];
[0032] ⑩循环过程①~④，i从0开始增加到16为止，迭代结束，此时的y值
[0033] 即为输入角度的正弦值的Q16格式，其中i为0-16的整数；
[0034] 所述的Q16格式是将一个小数放大2"后，用放大后的整数来表示小数。
【主权项】
1.基于定点DSP的变频器实时正弦值计算的方法，其特征在于：包括以下步骤：
T[17]中，即T[17] = {2949120, 1740967, 919879, 466945, 234379, 117304, 58666, 29335, 14 668, 7334, 3667, 1833, 917, 458, 229, 115, 57}; 步骤（2):输入角度0，将其用Q16格式定点数表示为：0 = _IQ16( 0 ); 步骤⑶：根据正弦函数性质sin(180° +0)=_sin(9)、sin(18O° -0)=sin(0)， 将0°~360°的正弦计算转化为0°~90°范围内的正弦计算，即进行如下操作： ① 若 9 >90&& 9〈 = 270，9 = 180- 9 ; ② 若 9 >180&& 9〈 = 360，9 = 9 -360 ; 步骤（4):赋初值，令X= _IQ16 (0? 607253)，y= 0，dx= 0，dy= 0; 步骤（5):接下来是一个迭代过程： (1) dx=x?i； (2) dy=y?i； ③ 若 9> = 0，x=x_dy，y=y+dx，0 = 0 -T[i]； ④ 否则，x=x+dy，y=y-dx，0 = 0 +T[i]; ⑤ 循环过程①~④，i从〇开始增加到16为止，迭代结束，此时的y值 即为输入角度的正弦值的Q16格式，其中i为0-16的整数； 所述的Q16格式是将一个小数放大216后，用放大后的整数来表示小数。
【专利摘要】本发明涉及基于定点DSP的变频器实时正弦值计算的方法。变频器中要产生正弦脉宽调制波来控制电机，传统方法采用正弦表查表完成，需要用到比较大的芯片FLASH空间，如果正弦值要求精度比较高，或频率变化比较大的话，所需空间会以几何倍的方式增长。本方法结合查表法和CORDIC变形算法，实时计算sin正弦值，正弦脉宽调制波是以正弦波为原始信号，叠加4k-16k频率的三角波载波调制生成。得到正弦波的角度后，首先将其映射到第一象限，并采用CORDIC变形算法，将所有浮点计算转换为定点计算，乘除运算以左移右移代替，具有速度快、精度高、占用存储空间少的优点。
【IPC分类】H02P27-08
【公开号】CN104716889
【申请号】CN201510127930
【发明人】高明煜, 王振涛, 何志伟, 黄继业, 曾毓
【申请人】杭州电子科技大学
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年3月23日