无感Foc PI-PLL锁相环估算电机角速度 C语言
时间: 2023-08-07 21:06:55 浏览: 282
以下是一个简单的无感Foc PI-PLL锁相环估算电机角速度的C语言代码示例,其中的关键部分是通过PLL估算电机转子的角速度,并将其用于控制电机的旋转。
```
#include <math.h>
// 定义PI控制器参数
#define KP 0.1
#define KI 0.01
// 定义PLL控制器参数
#define PLL_KP 0.1
#define PLL_KI 0.01
// 定义电机参数
#define POLES 8 // 磁极数
#define R_PER_PHASE 1.0 // 每相电阻
// 定义采样时间
#define DT 0.001
// 定义角度误差容限
#define ANGLE_TOLERANCE 0.01
// 定义电机状态
typedef struct {
double theta; // 电机当前转子角度
double omega; // 电机当前转子角速度
double ia; // A相电流
double ib; // B相电流
double ic; // C相电流
} motor_state;
// 定义PI控制器
typedef struct {
double kp;
double ki;
double integral_error;
} pi_controller;
// 定义PLL控制器
typedef struct {
double kp;
double ki;
double integral_error;
double v_alpha;
double v_beta;
double angle;
} pll_controller;
// 初始化PI控制器
void init_pi_controller(pi_controller* pi) {
pi->kp = KP;
pi->ki = KI;
pi->integral_error = 0.0;
}
// 初始化PLL控制器
void init_pll_controller(pll_controller* pll) {
pll->kp = PLL_KP;
pll->ki = PLL_KI;
pll->integral_error = 0.0;
pll->v_alpha = 0.0;
pll->v_beta = 0.0;
pll->angle = 0.0;
}
// 更新PI控制器状态
void update_pi_controller(pi_controller* pi, double error) {
pi->integral_error += error * DT;
}
// 计算PI控制器输出
double pi_controller_output(pi_controller* pi, double error) {
return pi->kp * error + pi->ki * pi->integral_error;
}
// 更新PLL控制器状态
void update_pll_controller(pll_controller* pll, double v_alpha, double v_beta) {
double theta = pll->angle;
double sin_theta = sin(theta);
double cos_theta = cos(theta);
double sin_2theta = sin(2 * theta);
double cos_2theta = cos(2 * theta);
double omega = POLES * (v_alpha * cos_theta + v_beta * sin_theta);
double error = omega - pll->omega;
pll->integral_error += error * DT;
pll->angle += DT * (pll->kp * error + pll->ki * pll->integral_error);
pll->v_alpha = v_alpha * cos_2theta + v_beta * sin_2theta;
pll->v_beta = -v_alpha * sin_2theta + v_beta * cos_2theta;
}
// 计算电机输出
void compute_motor_output(motor_state* state, pi_controller* pi, pll_controller* pll) {
double v_alpha = pi_controller_output(pi, sin(state->theta - pll->angle));
double v_beta = pi_controller_output(pi, -cos(state->theta - pll->angle));
update_pll_controller(pll, v_alpha, v_beta);
state->omega = pll->omega;
// 根据电机模型计算电机输出,这里只是简单地假设每相电阻相等
state->ia = v_alpha / R_PER_PHASE;
state->ib = v_beta / R_PER_PHASE;
state->ic = -(state->ia + state->ib);
}
int main() {
motor_state state = {0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0};
pi_controller pi = {0.0, 0.0, 0.0};
pll_controller pll = {0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0};
init_pi_controller(&pi);
init_pll_controller(&pll);
while (1) {
// 获取电机状态,这里只是简单地假设可以读取电机角度和电流
double theta = get_motor_theta();
double ia = get_motor_ia();
double ib = get_motor_ib();
double ic = get_motor_ic();
if (fabs(theta - state.theta) < ANGLE_TOLERANCE) {
state.theta = theta;
state.ia = ia;
state.ib = ib;
state.ic = ic;
compute_motor_output(&state, &pi, &pll);
set_motor_output(state.ia, state.ib, state.ic);
}
}
return 0;
}
```
这个代码示例只是一个简单的演示,实际上在实际应用中,可能需要更加复杂的控制器和电机模型来实现更好的性能和稳定性。
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