FOC中的PARK变换_TI和ST电机控制库的源码实现

FOC中的Clarke变换_TI和ST电机控制库的源码实现
FOC中的PARK变换_TI和ST电机控制库的源码实现
FOC中的反PARK变换_TI和ST电机控制库的源码实现

park变换

该变换将平衡两相正交平稳系统中的矢量变换为正交旋转坐标系。
参考框架_TI文档
数学公式：

$\left\{ \begin{array}{l} I_D=I_{\alpha}\times \cos \theta +I_{\beta}\times \sin \theta\\ I_Q=-I_{\alpha}\times \sin \theta +I_{\beta}\times \cos \theta\\ \end{array} \right.$
跟着转子旋转的“d-q”坐标系成功把cos，sin正余弦信号转化线性的了。
theta角度是由位置传感器得到的已知变量。
在这里插入图片描述

TI的实现

也是很简单的两句计算，cos和sin(theta)是外部计算传入参数。对于三角函数，TI有自己的库去计算。
而cos和sin(theta)不止只有在park中使用，其他地方也会使用，在这函数中再计算一次，未免多花时间了。st的库即比较麻烦。

typedef struct {  _iq  Alpha;  		// Input: stationary d-axis stator variable _iq  Beta;	 	// Input: stationary q-axis stator variable _iq  Angle;		// Input: rotating angle (pu) _iq  Ds;			// Output: rotating d-axis stator variable _iq  Qs;			// Output: rotating q-axis stator variable_iq  Sine;_iq  Cosine; 	 } PARK;	            /*------------------------------------------------------------------------------PARK Transformation Macro Definition
------------------------------------------------------------------------------*/
#define PARK_MACRO(v)											\\v.Ds = _IQmpy(v.Alpha,v.Cosine) + _IQmpy(v.Beta,v.Sine);	\v.Qs = _IQmpy(v.Beta,v.Cosine) - _IQmpy(v.Alpha,v.Sine);

ST的库：

ST的代码写很“规矩”，一步一步的。有很多限幅检测。
在对theta求角度的查表法也绕了一下。解决浮点计算，统一后，全使用int型的。

typedef struct
{int16_t hCos;int16_t hSin;
} Trig_Components;typedef struct
{int16_t alpha;int16_t beta;
} alphabeta_t;typedef struct
{int16_t q;int16_t d;
} qd_t;__weak qd_t MCM_Park( alphabeta_t Input, int16_t Theta )
{qd_t Output;int32_t d_tmp_1, d_tmp_2, q_tmp_1, q_tmp_2;Trig_Components Local_Vector_Components;int32_t wqd_tmp;int16_t hqd_tmp;// 传入theta 查表计算得到 cos和sin的值Local_Vector_Components = MCM_Trig_Functions( Theta );// 不保证溢出，先计算一次，然后各种限幅判断，最后再做IQ的赋值/*No overflow guaranteed*/// 计算 alpha*cos(theta)q_tmp_1 = Input.alpha * ( int32_t )Local_Vector_Components.hCos;/*No overflow guaranteed*/// 计算 beta*sin(theta)q_tmp_2 = Input.beta * ( int32_t )Local_Vector_Components.hSin;/*Iq component in Q1.15 Format */
#ifdef FULL_MISRA_C_COMPLIANCYwqd_tmp = ( q_tmp_1 - q_tmp_2 ) / 32768;
#else/* WARNING: the below instruction is not MISRA compliant, user should verifythat Cortex-M3 assembly instruction ASR (arithmetic shift right) is used bythe compiler to perform the shift (instead of LSR logical shift right) */// IQ的计算，计算完了，去各种限幅。 右移15是sin和cos/32768得到真正的值，又回到16位以内wqd_tmp = ( q_tmp_1 - q_tmp_2 ) >> 15;
#endif/* Check saturation of Iq */if ( wqd_tmp > INT16_MAX )hqd_tmp = INT16_MAX;else if ( wqd_tmp < ( -32768 ) )hqd_tmp = ( -32768 );elsehqd_tmp = ( int16_t )( wqd_tmp );Output.q = hqd_tmp;if ( Output.q == ( int16_t )( -32768 ) ){Output.q = -32767;}/*No overflow guaranteed*/d_tmp_1 = Input.alpha * ( int32_t )Local_Vector_Components.hSin;/*No overflow guaranteed*/d_tmp_2 = Input.beta * ( int32_t )Local_Vector_Components.hCos;/*Id component in Q1.15 Format */
#ifdef FULL_MISRA_C_COMPLIANCYwqd_tmp = ( d_tmp_1 + d_tmp_2 ) / 32768;
#else/* WARNING: the below instruction is not MISRA compliant, user should verifythat Cortex-M3 assembly instruction ASR (arithmetic shift right) is used bythe compiler to perform the shift (instead of LSR logical shift right) */wqd_tmp = ( d_tmp_1 + d_tmp_2 ) >> 15;
#endif/* Check saturation of Id */if ( wqd_tmp > INT16_MAX ){hqd_tmp = INT16_MAX;}else if ( wqd_tmp < ( -32768 ) ){hqd_tmp = ( -32768 );}else{hqd_tmp = ( int16_t )( wqd_tmp );}Output.d = hqd_tmp;if ( Output.d == ( int16_t )( -32768 ) ){Output.d = -32767;}return ( Output );
}