| 1 | /******************************************** |
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| 3 | Vector control of PMSM Drive |
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| 5 | Control - floating point |
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| 7 | Z. Peroutka |
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| 9 | Rev. 16.3.2008 |
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| 11 | *********************************************/ |
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| 13 | #define _USE_MATH_DEFINES |
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| 15 | #include <math.h> |
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| 16 | #include "nastaveni_regulatoru_float.h" |
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| 17 | #include "regulace.h" |
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| 18 | |
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| 19 | |
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| 20 | void init_regulace(double Ls, double Fpm, double kp, double p, double TV); |
|---|
| 21 | void vektor_regulace(double Idw, double Iqw, double Urm_max, double Ww, double *u, double Isx, double Isy, double theta, double rychlost, double Ucn_2, double Uc, double Ucn, unsigned int rezim); |
|---|
| 22 | |
|---|
| 23 | static double pi_reg(double epsilon, double Kpf, double Kif, double MAX, double MIN, double *S); |
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| 24 | static double uhel(double x, double y); |
|---|
| 25 | static void filtr(double U, double *Uf, double kt); |
|---|
| 26 | |
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| 27 | // regulatory proudu |
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| 28 | static double ud, uq, alfa, beta; |
|---|
| 29 | static double Sid, Siq, Surm; |
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| 30 | |
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| 31 | // omezeni momentu |
|---|
| 32 | static double Iqwmax, Iqw_reg; |
|---|
| 33 | static double Idw_urm; |
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| 34 | |
|---|
| 35 | // regulator rychlosti |
|---|
| 36 | static double Sw; |
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| 37 | |
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| 38 | static double U; |
|---|
| 39 | static double Um, Urmf; // velikost napeti |
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| 40 | |
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| 41 | // odvazbovaci obvod - blok vypocet napeti |
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| 42 | static double Kodv_ud, Kodv_uind; |
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| 43 | |
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| 44 | static double Isd, Isq, Fs, Fmag, moment, K_Fs, K_moment; |
|---|
| 45 | static double Ismaxf2, tmp_omezeni; |
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| 46 | |
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| 47 | double Treg; |
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| 48 | |
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| 49 | /////////////////// POMOCNE FUNKCE ////////////////////////////////// |
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| 50 | double uhel(double x, double y) |
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| 51 | { |
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| 52 | double th; |
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| 53 | |
|---|
| 54 | if (x==0) |
|---|
| 55 | if (y==0) th=0.; |
|---|
| 56 | else if (y>0) th=M_PI/2.; |
|---|
| 57 | else th=-M_PI/2.; |
|---|
| 58 | else |
|---|
| 59 | th=atan(y/x); |
|---|
| 60 | |
|---|
| 61 | if (x<0) th+=M_PI; |
|---|
| 62 | |
|---|
| 63 | return th; |
|---|
| 64 | } |
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| 65 | |
|---|
| 66 | |
|---|
| 67 | double pi_reg(double epsilon, double Kpf, double Kif, double MAX, double MIN, double *S) |
|---|
| 68 | { |
|---|
| 69 | double out; |
|---|
| 70 | |
|---|
| 71 | out=Kpf*epsilon+*S; |
|---|
| 72 | if (out>MAX) out=MAX; |
|---|
| 73 | else if (out<MIN) out=MIN; |
|---|
| 74 | else |
|---|
| 75 | *S+=Kif*epsilon; |
|---|
| 76 | |
|---|
| 77 | return out; |
|---|
| 78 | } |
|---|
| 79 | |
|---|
| 80 | void filtr(double U, double *Uf, double kt) |
|---|
| 81 | { |
|---|
| 82 | double Ufpom; |
|---|
| 83 | |
|---|
| 84 | Ufpom=*Uf; |
|---|
| 85 | *Uf=Ufpom+kt*(U-*Uf); |
|---|
| 86 | } |
|---|
| 87 | |
|---|
| 88 | ////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
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| 89 | |
|---|
| 90 | |
|---|
| 91 | void init_regulace(double Ls, double Fpm, double kp, double p, double TV) |
|---|
| 92 | { |
|---|
| 93 | double Kpd; // pomocna velicina |
|---|
| 94 | |
|---|
| 95 | // parametry pro odvazbeni |
|---|
| 96 | Fmag=Fpm; |
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| 97 | |
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| 98 | Sid=0; // nulovani integracni slozky |
|---|
| 99 | Siq=0; |
|---|
| 100 | |
|---|
| 101 | Surm=0; // nulovani integracni slozky |
|---|
| 102 | Urmf=0; // filtrovane napeti Urm |
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| 103 | |
|---|
| 104 | // omezeni momentu kvuli momentu zvratu - omezeni pomoci frmax |
|---|
| 105 | Ismaxf2=Ismax*Ismax; |
|---|
| 106 | |
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| 107 | // blok VYPOCET NAPETI |
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| 108 | Kodv_ud=Ls; |
|---|
| 109 | Kodv_uind=Fmag; |
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| 110 | |
|---|
| 111 | // regulator rychlosti |
|---|
| 112 | Sw=0; |
|---|
| 113 | |
|---|
| 114 | Treg=TV; |
|---|
| 115 | } |
|---|
| 116 | |
|---|
| 117 | void vektor_regulace(double Idw, double Iqw, double Urm_max, double Ww, double *u, double Isx, double Isy, double theta, double rychlost, double Ucn_2, double Uc, double Ucn, unsigned int rezim) |
|---|
| 118 | { |
|---|
| 119 | // vypocet Isd, Isq |
|---|
| 120 | Isd=Isx*cos(theta)+Isy*sin(theta); |
|---|
| 121 | Isq=Isy*cos(theta)-Isx*sin(theta); |
|---|
| 122 | |
|---|
| 123 | Iqw_reg=pi_reg(Ww-rychlost,Kpw,Kpw*Treg/Tiw,MAXw,-MAXw,&Sw); |
|---|
| 124 | if (rezim==0) |
|---|
| 125 | Iqw_reg=Iqw; // vyrazeni reg. rychlosti |
|---|
| 126 | if (rezim==2) // zkouska max. momentu |
|---|
| 127 | Iqw_reg=Iqwmax; // Iqw = sqrt(Imax^2-Idw^2) |
|---|
| 128 | |
|---|
| 129 | // Regulator odbuzovani |
|---|
| 130 | Idw_urm=pi_reg(Urm_max-Urmf,Kpurm,Kpurm*Treg/Tiurm,0.,MINurm,&Surm); |
|---|
| 131 | |
|---|
| 132 | // regulace proudu Id, Iq |
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| 133 | ud=pi_reg(Idw_urm-Isd,Kpi,Kpi*Treg/Tii,MAXi,-MAXi,&Sid); |
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| 134 | |
|---|
| 135 | // omezeni max. momentu (resp. max. Iqw) s ohledem na max. proud |
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| 136 | tmp_omezeni=Ismaxf2-Idw_urm*Idw_urm; |
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| 137 | if (tmp_omezeni<0) Iqwmax=0; |
|---|
| 138 | else Iqwmax=sqrt(tmp_omezeni); |
|---|
| 139 | |
|---|
| 140 | if (Iqw_reg>Iqwmax) Iqw_reg=Iqwmax; |
|---|
| 141 | if (Iqw_reg<-Iqwmax) Iqw_reg=-Iqwmax; |
|---|
| 142 | uq=pi_reg(Iqw_reg-Isq,Kpi,Kpi*Treg/Tii,MAXi,-MAXi,&Siq); |
|---|
| 143 | |
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| 144 | ///////// Vypocet napeti - "ODVAZBENI" |
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| 145 | ud-=Kodv_ud*rychlost*Iqw_reg; |
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| 146 | uq+=Kodv_ud*rychlost*Idw_urm+Kodv_uind*rychlost; |
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| 147 | |
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| 148 | // omezeni - saturace napeti - stejne omezeni jako u reg. proudu |
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| 149 | if (ud>MAXi) ud=MAXi; |
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| 150 | if (ud<-MAXi) ud=-MAXi; |
|---|
| 151 | if (uq>MAXi) uq=MAXi; |
|---|
| 152 | if (uq<-MAXi) uq=-MAXi; |
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| 153 | |
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| 154 | ////////////// KONEC ODVAZBENI ///////////////////////////////////////// |
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| 155 | |
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| 156 | // velikost a poloha vektoru napeti |
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| 157 | Um=sqrt(ud*ud+uq*uq); |
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| 158 | alfa=uhel(ud,uq); |
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| 159 | |
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| 160 | // vypocet polohy vektoru napeti ve stojicim souradnem systemu |
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| 161 | beta=alfa+theta; |
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| 162 | |
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| 163 | // vypocet Urmf pro dalsi periodu vzorkovani |
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| 164 | filtr(Um/Ucn_2,&Urmf,Treg/Tfurm); |
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| 165 | |
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| 166 | // saturation of modulation depth going to PWM |
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| 167 | if (Um>Ucn_2*Urm_max) Um=Ucn_2*Urm_max; // linear modulation area only - ensure max. modulation depth |
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| 168 | |
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| 169 | /////// PRECHOD ZPET DO SIMULACE ////////////// |
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| 170 | *u=Um; |
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| 171 | *(u+1)=beta; |
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| 172 | |
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| 173 | } |
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