CLARKE变换

电机控制中，经常用到clark变换，它的基本思想是把三相静止、互差120°的abc坐标系中的变量变化到两相静止、互差90°的αβ坐标系中，从而简化了控制过程。其基本变换的原理为如图1所示

图1 clark变换的基本原理

这里采用了模块化的思想，对clark变换进行了实现。采用了TMS320F28335 高性能浮点DSC，编程使用了全浮点的C语言。

首先列一下参数列表：

输入信号：ia，ib；输出信号：ialfa，ibeta

为了便于后续调用及模块化修改，将全部参数封装为一个结构体。首先定义头文件clarke.h如下：

typedef struct { float32 As; // Input: phase-a stator variable

float32 Bs; // Input: phase-b stator variable

float32 Alpha; // Output: stationary d-axis stator variable

float32 Beta;// Output: stationary q-axis stator variable

void (*calc)(); // Pointer to calculation function

} CLARKE;

typedef CLARKE *CLARKE_handle;

/*-----------------------------------------------------------------------------

Default initalizer for the CLARKE object.

-----------------------------------------------------------------------------*/

#define CLARKE_DEFAULTS { 0, \

0, \

0, \

0, \

(void (*)(Uint32))clarke_calc }

/*------------------------------------------------------------------------------

Prototypes for the functions in CLARKE.C

------------------------------------------------------------------------------*/

void clarke_calc(CLARKE_handle);

其次编写主程序clarke.c,即

#include "dmctype.h"

#include "clarke.h"

void clarke_calc(CLARKE *v)

{

v->Alpha = v->As;

v->Beta = (v->As + 2*v->Bs)*0.57735026918963; // 1/sqrt(3) = 0.57735026918963

}

最后是主程序中的调用，主要是对现有的结构体clarke类型进行例化，然后再赋初值，送入参数再把结果读出：

CLARKE clarkee = CLARKE_DEFAULTS;

voidmain(void)

{

……初始各变量与寄存器……

clarkee.As=ia;

clarkee.Bs=ib;

clarkee.calc(&clarkee);

ialfa=clarkee.Alpha;

ibeta=clarkee.Beta;

}

传统的教科书都会提到，坐标变换，矢量控制这些东西会占用多少资源，实现起来不容易。不过对于高性能的28335 DSC来讲，就是小菜一碟了。变量的调用、读写一般需要2个时钟周期，乘法需要稍微多一点，整个变换加起来也不过十几个时钟周期，用不了100ns就可以轻松执行完一个变换过程了；有兴趣的同学可以自己进行测试一下