【电机参数】电压、电流、转速标幺化推算过程

【电机参数】电压、电流、转速标幺化推算过程


### 文章目录

  • [@TOC(文章目录)](#文章目录 @TOC 前言 一、标幺化目的——优化计算 二、Q15与标幺化的关系 三、标幺值计算 1.电压标幺值 2.电流标幺值 3.转速标幺值 四、参考资料 总结)
  • [前言](#文章目录 @TOC 前言 一、标幺化目的——优化计算 二、Q15与标幺化的关系 三、标幺值计算 1.电压标幺值 2.电流标幺值 3.转速标幺值 四、参考资料 总结)
  • [一、标幺化目的------优化计算](#文章目录 @TOC 前言 一、标幺化目的——优化计算 二、Q15与标幺化的关系 三、标幺值计算 1.电压标幺值 2.电流标幺值 3.转速标幺值 四、参考资料 总结)
  • [二、Q15与标幺化的关系](#文章目录 @TOC 前言 一、标幺化目的——优化计算 二、Q15与标幺化的关系 三、标幺值计算 1.电压标幺值 2.电流标幺值 3.转速标幺值 四、参考资料 总结)
  • [三、标幺值计算](#文章目录 @TOC 前言 一、标幺化目的——优化计算 二、Q15与标幺化的关系 三、标幺值计算 1.电压标幺值 2.电流标幺值 3.转速标幺值 四、参考资料 总结)
  • [1.电压标幺值](#文章目录 @TOC 前言 一、标幺化目的——优化计算 二、Q15与标幺化的关系 三、标幺值计算 1.电压标幺值 2.电流标幺值 3.转速标幺值 四、参考资料 总结)
  • [2.电流标幺值](#文章目录 @TOC 前言 一、标幺化目的——优化计算 二、Q15与标幺化的关系 三、标幺值计算 1.电压标幺值 2.电流标幺值 3.转速标幺值 四、参考资料 总结)
  • [3.转速标幺值](#文章目录 @TOC 前言 一、标幺化目的——优化计算 二、Q15与标幺化的关系 三、标幺值计算 1.电压标幺值 2.电流标幺值 3.转速标幺值 四、参考资料 总结)
  • [四、参考资料](#文章目录 @TOC 前言 一、标幺化目的——优化计算 二、Q15与标幺化的关系 三、标幺值计算 1.电压标幺值 2.电流标幺值 3.转速标幺值 四、参考资料 总结)
  • [总结](#文章目录 @TOC 前言 一、标幺化目的——优化计算 二、Q15与标幺化的关系 三、标幺值计算 1.电压标幺值 2.电流标幺值 3.转速标幺值 四、参考资料 总结)

前言

一、标幺化目的------优化计算

不同物理量的量纲和数值范围差异巨大(如电压几百伏,电流几十安,转速几千转/分)。
标幺化后,所有量都在 0 附近(通常在 -1.0 到 +1.0 或 0 到 1.0 之间),数值大小相似。

二、Q15与标幺化的关系

在电机控制的嵌入式系统实现(尤其是使用低成本微控制器或 DSP)中,Q15 是一种极其常用的定点数(Fixed-Point) 表示格式。
标幺值系统的核心就是将物理量映射到 -1.0 到 +1.0 附近的范围。
Q15 的数值范围恰好是 -1.0, +1.0 - 2⁻¹⁵,与标幺值的常用范围高度一致。 这使得标幺值可以直接、无损(在量化精度内)地用 Q15 格式表示和存储。

例如Q15表示小数部分有15位,一个short型数据,占2个字节,最高位是符号位,后面15位是小数位,就假设小数点在第15位左边,表示的范围是:-1<X<0.9999695 。
浮点数据转化为Q15,将数据乘以2的15次方;Q15数据转化为浮点数据,将数据除以2的15次方。

c 复制代码
#define Q15(x) ((Q15_t)((x) < 0.999969482421875 ? ((x) >= -1 ? (x)*0x8000 : 0x8000) : 0x7FFF))

将浮点数 -1, 1) 线性映射到整数 \[-32768, 32767
饱和保护:超限值钳位到 0x8000 或 0x7FFF。

三、标幺值计算

1.电压标幺值

假设MCU引脚的ADC参考电压为5V,由下图分压原理可得,VBUS最大55V,将55V作为基准值

当直流稳压电源输入21V时,MCU引脚ADC值如下

将ADC值还原为真实值

2.电流标幺值

假设放大倍数为5,采样电阻阻值为0.01欧姆,偏置电压为3.3V

用直流稳压电源输入5A,则理论Vout=Vref+I* Gain *Rshunt=1.9V

通过示波器采集实际值为1.9V,符合理论期望

MCU的ADC值为19088,经过换算可得MCU采集值为1.92V,符合期望

3.转速标幺值

转速基准值一般取额定转速的2-3倍,本次案例取3.3333倍 3000 约为10000

目标转速计算,10000/32676
10000=3051

反馈转速通过示波器计算,6536/pole=3035.5

四、参考资料

电机控制为什么可以采用标幺值?
FOC学习笔记(4)FOC中的标幺化(Per Unit System)详解
【电路笔记 TMS320C6***DSP】Qm.n格式定点数 & Q15格式

总结

本文仅仅简单介绍了【电机参数】电压、电流、转速标幺化推算过程,评论区欢迎讨论。

相关推荐
智闲电子设计1 小时前
STM32 独立看门狗 IWDG 实战:系统跑飞,它来兜底复位
stm32·单片机·嵌入式硬件
zcmodeltech3 小时前
智能制造教学实训沙盘模型多系统协同控制系统设计:基于STM32与Modbus RTU的工业机器人-智慧工厂-数字孪生全场景联动方案
数据库·stm32·嵌入式硬件·机器人·制造·多分类
嵌入式阿蔡4 小时前
HAL库 vs LL库 vs 寄存器:到底用哪个?
c语言·stm32·单片机·嵌入式硬件·嵌入式实时数据库
嵌入式阿蔡6 小时前
CAN总线入门:从协议帧到STM32实战
c语言·stm32·单片机·嵌入式硬件·嵌入式实时数据库
离凌寒6 小时前
一、对stm32mp157配置freertos后,任务挂掉无法启动问题总结
stm32·单片机·嵌入式硬件
LCG元10 小时前
STM32 USB HID 自定义免驱设备开发:从报告描述符到上位机 64 字节收发实战
stm32·单片机·嵌入式硬件
鬼手点金11 小时前
单片机常用型号参考
stm32·单片机·嵌入式硬件·msp430·cc2530·80c51·dspic3
@晓凡20 小时前
keil5找不到下载器
stm32
振南的单片机世界1 天前
SysTick硬核拆解:既是HAL_Delay的“心跳”,也是RTOS的“节拍器”
arm开发·stm32·单片机·嵌入式硬件
Lzh编程小栈1 天前
【嵌入式底层】SPI超透彻详解:通信原理、四线结构、四种模式、寄存器底层 + 面试全集
c语言·stm32·单片机·面试·职场和发展