[发明专利]一种DSP矢量控制系统脉宽调制策略代码执行时间测量方法

摘要

本发明提出了一种DSP矢量控制系统脉宽调制策略代码执行时间测量方法，具体涉及一种基于DSP的电机矢量控制系统中，脉宽调制方法代码实时执行时间的测量方法，其特征是：可以在电机控制系统运行的情况下实时测量代码段的执行时间；电机矢量控制系统稳态运行条件下，通过设定一电角度变化步长，可以对脉宽调制方法代码段在单个电角度周期内各个电角度值下的执行时间进行测量；无需其他外围设备，利用DSP本身的资源实现整个测量过程。本发明提出的方法具有测量结果精确、实时性好、测量方法简单等优点。

主权项

一种数字信号处理DSP控制器代码实时执行时间的测量方法，其在电机矢量控制系统处于稳态运行的情况下，对转子电角度在0到2π范围内变化时相应脉宽调制算法代码段的执行时间进行测量，所述稳态运行条件是指电机的转速为稳定值，电机的负载转矩为稳定值，所述测量方法包含以下步骤：1)对DSP的捕获模块CAPy进行初始化，使之工作于捕获状态；2)对DSP的GPIOx口进行配置，使其工作在输出电平可控的状态，使用#define预处理宏定义命令，定义GPIOx口为T_flag；3)对DSP中需要测量执行时间的代码段进行设置；在电机矢量控制系统中，在脉宽调制算法代码段的开头处配置GPIOx口输出低电平，即T_flag＝0，在脉宽调制算法代码段的结尾处配置GPIOx口输出高电平，即T_flag＝1，则GPIOx口输出的周期方波信号中，每周期中低电平的时间即为脉宽调制算法代码段的执行时间；4)将GPIOx口输出的信号接入到捕获模块CAPy，通过CAPy模块先后对GPIOx口输出的周期方波信号的下降沿和上升沿进行捕获，并在捕获中断中，计算GPIOx口输出的周期方波信号每周期的低电平时间值，用机器周期数表示，所述的捕获中断频率配置与GPIOx口输出的周期方波信号频率相同；5)根据电机矢量控制系统的开关频率f₁，即系统主控制中断的频率、电机稳态运行的转速n、电机的极对数p，算出单个电角度周期内，即转子电角度0到2π范围内，脉宽调制算法代码段执行时间测量的采样点数M₁，其中，单个电角度周期的时间T为：T＝60/np，则所述单个电角度周期内脉宽调制算法代码段执行时间测量的采样点数M₁的计算式为：M₁＝T*f₁＝60*f₁/np；6)步骤5)所述单个电角度周期内脉宽调制算法代码段执行时间测量的采样点数的计算式是在矢量控制系统中每个开关周期内都进行一次代码段执行时间测量的前提下得到的，由于开关周期相对于电角度周期值要小很多，为了减少单个电角度周期内代码执行时间的采样点数，在主控制中断中设置一分频系数K，即K个开关周期才进行一次脉宽调制算法代码段执行时间的测量，则单个电角度周期内，所述脉宽调制算法代码段执行时间测量的采样点数M₂为：M₂＝M₁/K，则对脉宽调制方法代码段执行时间进行测量所选取的转子电角度变化步长为：S＝2π/M₂；所述在主控制中断中设置分频系数K的具体方法为：定义一计数变量count，一标志变量Cap_F，两者初始化均为0，在脉宽调制算法代码段的开头处，设置Cap_F＝0，count++，只有当count＝＝K时，配置GPIOx口输出低电平，即T_flag＝0。在给T_flag赋0之前，给Cap_F赋1，即Cap_F＝1，给count赋0，即count＝0；在脉宽调制算法的结尾处，设置判断语句，只有当Cap_F＝＝1时，GPIOx口输出高电平，即T_flag＝1，这样便可以设置捕获中断每K个开关周期进行一次脉宽调制策略代码段执行时间计算；7)定义两个数组Time[M₂]和Posn[M₂]，在CAPy的捕获中断服务程序中设置一标志位Time_Cap，定义一时间计算次数计数变量Cap_count，当Time_Cap＝＝1时，捕获中断开始进行代码执行时间的计算，并对计算次数进行计数，即Cap_count++，将代码执行时间存入变量Time[Cap_count]，同时记录下此次脉宽调制算法计算所用的电角度值θ，存入变量Posn[Cap_count]，当采样点数达到目标值M₂后，则停止代码执行时间的计算以及Cap_count值的更新；所述数组Time[M₂]、Posn[M₂]，标志位Time_Cap，计数变量Cap_count的初始值均为0。