【摘要】 本发明涉及一种用于纺机变频器的实时正弦值计算产生SPWM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泰勒公式展开法，实时计算并产生正弦脉宽调制波，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，并采用其最临近的整数角度正弦值，结合泰勒级数展开进行插值，采用定点运算即可快速完成任意角度正弦值的计算，具有速度快、精度高、占用存储空间少的优点。 【专利类型】发明授权 【申请人】杭州电子科技大学 【申请人类型】学校 【申请人地址】310018 浙江省杭州市下沙高教园区2号大街 【申请人地区】中国 【申请人城市】杭州市 【申请人区县】上城区 【申请号】CN201210145056.7 【申请日】2012-05-11 【申请年份】2012 【公开公告号】CN102710100B 【公开公告日】2014-04-02 【公开公告年份】2014 【授权公告号】CN102710100B 【授权公告日】2014-04-02 【授权公告年份】2014.0 【IPC分类号】H02M1/00; H02P27/04 【发明人】高明煜; 夏长亮; 周光炎; 何志伟; 黄继业; 徐康平 【主权项内容】1.?一种用于纺机变频器的实时正弦值计算产生SPWM的方法，其特征在于：包括以下步骤： 步骤(1)：依据所要输出的SPWM波的频率fo, 得到作为原始信号的正弦波的频率fi?，fi=fo；???????????? 步骤(2)：依据三角波的载波频率fs，得到一个正弦波周期有n个采样点，n=fs/fi, ?可以得到两个采样点之间的间隔角度Δθ，Δθ=360°/n； 步骤(3)：每计算完一个采样点，正弦波的输入角度θ每次都累加Δθ，0°≤θ<360°； 步骤(4)：计算所有整数角度γ=0°，1°，2°, ……，90°时sin(γ)的Q15格式定点数表示值：int(32768·sin(γ))，其中int(·)表示取结果的整数部分，Q15格式的定点数32768等价于Q0格式的小数1.0；将它们保存到表格T[γ]中； 步骤(5)：获得输入角度为θ的Q15格式定点数表示值，其整数部分为???Iθ=int(θ), 小数部分的Q15格式定点数表示为? f θ=int(32768·(θ-Iθ)); 步骤(6)：根据正弦函数性质sin(180°+θ)=-sin(θ), 将大于180°的正弦计算转化为0°～180°范围内的正弦计算，即进行如下操作： ①若Iθ>180，令s=-1，Iθ=Iθ-180， f θ不变； ②若Iθ≤180，令s=1，Iθ不变， f θ不变； 步骤(7)：根据正弦函数性质sin(180°-θ)=sin(θ)，将大于90°小于180°的正弦计算进一步转化为0°～90°范围内的正弦计算进行，即进行如下操作： ①若Iθ>90，令Iθ=179-Iθ， f θ=32768- f θ； ②若Iθ≤90，则Iθ和 f θ均保持不变； 步骤(8)：根据上述转换后，根据角度θ的小数部分的Q0值，从表格T[γ]查找最近整数角度插值点Iθ： ①若Q0值的绝对值大于0.5°，即其对应的Q15格式定点数满足16384< f θ<49152，则令Iθ=Iθ+1，并同时修改 f θ=65535- f θ； ②若上述条件不满足，则Iθ和 f θ保持不变； 步骤(9)：查找整数角度正弦表T[γ]，令sn=T(Iθ)，cn=?T(90°-Iθ)，sn为通过查表得到的整数角度为Iθ的Q15格式正弦值，cn为通过查表得到的整数角度为90°-Iθ的Q15格式正弦值； 步骤(10)：由泰勒展开，根据角度θ的小数部分的Q0值是否大于0，进行如下计算： 若Q0值大于0，即对应的Q15格式定点数满足 f θ≤32768，则令 dx=int( f θ·π/180) 并计算 A1=sn+int(?cn?· dx/32768) -int(sn· dx · dx /2/32768/32768))； 若Q0值小于0，即对应的Q15格式定点数满足 f θ>32768，则令 f θ= f θ-32768，dx=int( f θ·π/180) 并计算 A2=sn-int(?cn?· dx/32768) -int(sn· dx · dx /2/32768/32768))； 步骤(11)：根据上述两种情况，获得定点计算下sin(θ)的结果： sin(θ)1=s·A1/32768?????或者 sin(θ)2=s·A2/32768； 步骤(12)：?用计算得到的正弦值形成正弦波和定时器生成的三角波，两个相调制，最终生成精度较高的SPWM波； 所述的Q15格式是将一个小数放大215后，用放大后的整数来表示小数，Q0格式是表示未经处理的数。 【当前权利人】明电舍(杭州)电气系统有限公司 【当前专利权人地址】浙江省杭州市萧山区经济技术开发区桥南区块鸿兴路168号 【专利权人类型】公立 【统一社会信用代码】12330000470009026T 【家族引证次数】3.0 【家族被引证次数】4

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