电机矢量控制编码方法、系统及终端与流程

    技术2025-05-29  7


    本发明涉及集成电路设计,特别是涉及一种电机矢量控制编码方法、系统及终端。


    背景技术:

    1、随着科技的进步和集成电路设计能力的提升,专用集成电路(asic)在电机控制领域的应用确实越来越广泛。asic针对特定应用进行定制设计,相比通用处理器或微控制器,能够提供更高的性能、更低的功耗以及更小的体积。随着对单颗芯片所能控制的电机数量要求的增加,设计的复杂性也相应提升,进而提升开发成本。


    技术实现思路

    1、鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种电机矢量控制编码方法、系统及终端,用于解决以上现有技术随着对单颗芯片所能控制的电机数量要求的增加,设计的复杂性也相应提升,进而提升开发成本的技术问题。

    2、为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种电机矢量控制编码方法,所述方法包括:输入相关配置参数;其中,相关配置参数包括:角度、角度输入有效指示信号、线数、输入角度滤波门限、a相相对偏移角度、b相相对偏移角度以及c相相对偏移角度、d轴控制分量、q轴控制分量以及控制分量采样指示信号;且输入的角度、输入角度滤波门限、a相相对偏移角度、b相相对偏移角度以及c相相对偏移角度、d轴控制分量以及q轴控制分量均采用相同位数;基于输入的相关配置参数,产生三相控制电路的编码,以供控制pwm驱动电机。

    3、于本发明的一实施例中,所述基于输入的相关配置参数,产生三相控制电路的编码包括:基于输入的角度滤波门限,对输入的角度进行滤波,并通过滤波的情况下使三相编码计算触发信号为有效电平;当接收的三相编码计算触发信号为有效电平时,利用三相编码计算模块基于输入的相关配置参数进行正余弦计算、乘法计算以及加法计算,产生三相控制电路的编码。

    4、于本发明的一实施例中,所述三相编码计算模块包括:正余弦计算单元,用于对输入的角度进行正余弦计算,输出有符号的正余弦计算结果;乘法器单元,用于基于乘法计算规则,对输入的有符号或无符号的两个乘数进行乘法计算,输出对应的乘法计算结果;加法器单元,用于对输入的有符号或无符号的两个加数进行加法或减法计算,输出对应的加法计算结果;计算资源调度控制器,连接所述正余弦计算单元、乘法器单元、加法器单元,用于基于资源调度机制控制正弦计算单元、乘法器单元、加法器单元根据输入的相关配置参数进行正弦计算、乘法计算以及加法计算,获得三相控制电路的编码。

    5、于本发明的一实施例中,所述乘法计算规则包括:若输入的第一乘数的最高位数k小于第二乘数的最高位数n时,则先在第一乘数的高位进行补位操作,再将补位后的第一乘数以及第二乘数输入至一乘法器中进行乘法计算获得2n+1位的乘法器计算结果,并在第一乘数和/或第二乘数有符号的情况输出乘法器计算结果中的第2n位到第n位作为乘法计算结果以及在第一乘数和第二乘数均无符号的情况下输出乘法器计算结果中的第n位到第0位作为乘法计算结果;若输入的第一乘数的最高位数k大于等于第二乘数的最高位数n,且小于1.5倍第二乘数的最高位数n时,先在第一乘数的高位进行补位操作,再将补位后的第一乘数以及第二乘数输入至一乘法器中进行乘法计算获得k+n+2位的乘法计算结果,并在第一乘数和/或第二乘数有符号的情况输出乘法器计算结果中的第2n位到第n位作为乘法计算结果以及在第一乘数和第二乘数均无符号的情况下输出乘法器计算结果中的第n位到第0位作为乘法计算结果;若输入的第一乘数的最高位数k大于1.5倍第二乘数的最高位数n时,针对第一乘数和第二乘数无符号的情况,将第一乘数以及第二乘数输入至无符号乘法器进行乘法计算获得k+n+2位的无符号乘法器计算结果,并输出无符号乘法器结果中的第n位到第0位作为乘法计算结果;针对第一乘数和/或第二乘数有符号的情况,将第一乘数以及第二乘数输入至有符号乘法器进行乘法计算获得2n+1位的有符号乘法计算结果,并输出有符号乘法结果中的第2n位到第n位作为乘法计算结果。

    6、于本发明的一实施例中,所述加法器单元,包括:有符号加法器以及无符号加法器;其中,所述有符号加法器,用于对两个n+1位的有符号数进行减法计算获得n+1位有符号的加法器计算结果;若加法器计算结果超过设定范围,则将加法器计算结果按饱和截断输出;若加法器计算结果未超过设定范围,则将加法器计算结果输出;其中,若加法器计算结果小于-2n,则将-2n作为加法计算结果输出,若加法器计算结果大于2n-1,则将2n-1作为加法计算结果输出;所述无符号加法器,用于对无符号且有效位数为n+1的两个加数进行加法计算获得n+1位有符号的加法器计算结果;若加法器计算结果大于2n+1-1,则将该加法器计算结果减去2n+1-1获得的计算结果作为加法计算结果输出;若加法器计算结果不大于2n+1-1,则将加法器计算结果输出。

    7、于本发明的一实施例中,所述资源调度机制包括:将角度以及线数输入至乘法器单元进行乘法计算,输出对应的初始相对偏移角度;将初始相对偏移角度分别与a相相对偏移角度、b相相对偏移角度以及c相相对偏移角度输入加法器单元进行加法计算,依次输出对应的a相角度、b相角度以及c相角度;将输出对应的a相角度、b相角度以及c相角度依次输入至正弦计算单元进行正余弦计算,分别获得a相正余弦计算结果、b相正余弦计算结果以及c相正余弦计算结果;将d轴控制分量以及q轴控制分量各自分别与a相正余弦计算结果、b相正余弦计算结果以及c相正余弦计算结果输入至乘法器单元进行计算,依次获得a相正余弦乘法计算结果、b相正余弦乘法计算结果以及c相正余弦乘法计算结果;将a相正余弦乘法计算结果、b相正余弦乘法计算结果以及c相正余弦乘法计算结果依次输入至加法器进行加法计算,获得a相电压矢量值、b相电压矢量值以及c相电压矢量值;输出a相电压矢量值、b相电压矢量值以及c相电压矢量值。

    8、于本发明的一实施例中,所述资源调度机制包括:将角度以及线数输入至乘法器单元基于乘法计算规则进行乘法计算,输出对应的初始相对偏移角度;将初始相对偏移角度以及a相相对偏移角度输入至所述无符号加法器进行加法计算,输出对应的a相角度;将初始相对偏移角度以及b相相对偏移角度输入至所述无符号加法器进行加法计算输出对应的b相角度,并同时将a相角度输入至正弦计算单元进行正弦计算输出有符号的a相正弦值以及a相余弦值;将初始相对偏移角度以及c相相对偏移角度输入至所述无符号加法器进行加法计算输出对应的c相角度,同时将b相角度输入至正弦计算单元进行正弦计算输出有符号的b相正弦值以及b相余弦值,且将a相余弦值以及d轴控制分量输入至乘法器单元进行乘法计算获得a相余弦乘法计算结果;将c相角度输入至正弦计算单元进行正弦计算输出有符号的c相正弦值以及c相余弦值,并同时将a相正弦值以及q轴控制分量输入至乘法器单元进行乘法计算获得a相正弦乘法计算结果;将a相余弦乘法计算结果以及a相正弦乘法计算结果输入至所述有符号加法器进行减法计算获得a相电压矢量值,并同时将b相余弦值以及d轴控制分量输入至乘法器单元进行乘法计算获得b相余弦乘法计算结果;将b相正弦值以及q轴控制分量输入至乘法器单元进行乘法计算获得b相正弦乘法计算结果;将b相余弦乘法计算结果以及b相正弦乘法计算结果输入至所述有符号加法器进行减法计算获得b相电压矢量值,并同时将c相余弦值以及d轴控制分量输入至乘法器单元进行乘法计算获得c相余弦乘法计算结果;将c相正弦值以及q轴控制分量输入至乘法器单元进行乘法计算获得c相正弦乘法计算结果;将c相余弦乘法计算结果以及c相正弦乘法计算结果输入至所述有符号加法器进行减法计算获得c相电压矢量值;输出a相电压矢量值、b相电压矢量值以及c相电压矢量值,以获得三相控制电路的编码。

    9、于本发明的一实施例中,所述基于输入的角度滤波门限,对输入的角度进行滤波,并在角度通过滤波的情况下产生三相编码计算触发信号包括:判断输入的角度与上一次通过滤波的角度之间的角度差是否超过所述角度滤波门限,并在未超过角度滤波门限时将该角度作为通过滤波的角度,产生三相编码计算触发信号。

    10、为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种电机矢量控制编码系统,所述系统包括:输入模块,用于输入相关配置参数;其中,相关配置参数包括:角度、角度输入有效指示信号、线数、输入角度滤波门限、a相相对偏移角度、b相相对偏移角度以及c相相对偏移角度、d轴控制分量、q轴控制分量以及控制分量采样指示信号;且输入的角度、输入角度滤波门限、a相相对偏移角度、b相相对偏移角度以及c相相对偏移角度、d轴控制分量以及q轴控制分量均采用相同位数;三相编码计算模块,连接所述输入模块,用于基于输入的相关配置参数,产生三相控制电路的编码,以供控制pwm驱动电机。

    11、为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种电机矢量控制编码终端,包括:一或多个存储器及一或多个处理器;所述一或多个存储器,用于存储计算机程序;所述一或多个处理器,连接所述存储器,用于运行所述计算机程序以执行所述电机矢量控制编码方法。

    12、如上所述,本发明是一种电机矢量控制编码方法、系统及终端,具有以下有益效果:本发明通过输入角度、线数以及d/q轴控制变量等相关配置参数,并进行正余弦计算、乘法计算以及加法计算,产生三相控制电路的编码,以供控制pwm驱动电机。本发明完成了电机矢量控制中的三相电机控制的编码输出,可以有效的节约硬件资源开销,减少芯片面积,降低成本。


    技术特征:

    1.一种电机矢量控制编码方法,其特征在于,所述方法包括:

    2.根据权利要求1中所述的电机矢量控制编码方法,其特征在于,所述基于输入的相关配置参数,产生三相控制电路的编码包括:

    3.根据权利要求2中所述的电机矢量控制编码方法,其特征在于,所述三相编码计算模块包括:

    4.根据权利要求3中所述的电机矢量控制编码方法,其特征在于,所述乘法计算规则包括:

    5.根据权利要求4中所述的电机矢量控制编码方法,其特征在于,所述加法器单元,包括:

    6.根据权利要求5中所述的电机矢量控制编码方法,其特征在于,所述资源调度机制包括:

    7.根据权利要求6中所述的电机矢量控制编码方法,其特征在于,所述资源调度机制包括:

    8.根据权利要求2中所述的电机矢量控制编码方法,其特征在于,所述基于输入的角度滤波门限,对输入的角度进行滤波,并在角度通过滤波的情况下产生三相编码计算触发信号包括:

    9.一种电机矢量控制编码系统,其特征在于,所述系统包括:

    10.一种电机矢量控制编码终端,其特征在于,包括:一或多个存储器及一或多个处理器;


    技术总结
    本发明提供一种电机矢量控制编码方法、系统及终端,通过输入角度、线数以及D/Q轴控制变量等相关配置参数,并进行正余弦计算、乘法计算以及加法计算,产生三相控制电路的编码,以供控制PWM驱动电机。本发明完成了电机矢量控制中的三相电机控制的编码输出,可以有效的节约硬件资源开销,减少芯片面积,降低成本。

    技术研发人员:苏阳平
    受保护的技术使用者:上海先楫半导体科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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