编码机

高性能电机伺服驱动器如何使用sinc滤波

发布时间:2022/7/16 13:39:36   
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本文讲解在机电管制运用中,行使sinc滤波器对∑-?编码数据举行解调。尔后,详细切磋了sinc滤波器和管制算法同步的不同法子。

机电启动器缔造商持续升高其产物的功用和鲁棒性。一些改良是经过采纳更先进的管制算法和更高的策画才力完成的。另外改良则经过最小化反应电路中的非愿望效应来完成,例如推迟、歪斜和温度漂移。

就机电管制算法的反应而言,最关键的部份是相电流的衡量。跟着管制功用升高,系统对时序精度、偏移/增益过失、多反应通道的同步等非愿望效应越来越敏锐。多年来,半导体公司一向力求于裁减反应记号链中的这些非愿望效应,况且这类趋向很或者会陆续下去。ADuM便是为衡量相电流而优化的最新一代断绝式∑-?ADC示例。固然ADC的功用很紧急,但也很或者在反应路途的另外部份形成非愿望效应。本文不琢磨ADC,重要商议反应路途的另外部份。固然本文注重讲解机电管制运用,但它也实用于任何需求∑-?ADC精密同步的另外系统。

行使∑-?ADC时的典范记号链如图1所示。摹拟输入电压经过让相电流经过一个电阻分流器来形成。∑-?ADC将摹拟记号更改成1位数据流,并供给电气断绝,是以ADC以后的总共都与机电相电位断绝。更改器以后是经过滤波方法实行的解调。该滤波器将1位记号更改为多位(M位)记号,并经过抽取经过低沉数据革新速度。固然滤波器抽取低沉了数据速度,但速度常常依然太高,无奈般配管制算法的革新速度。为认识决这个题目,咱们补充了末了的降采样阶段。

  图1.一种用于衡量相电流的∑-?记号链

本文假定滤波器和抽取级在FPGA中完成,况且滤波器是一个三阶sinc滤波器(sinc3)

Sinc滤波器同步

∑-?ADC和sinc滤波器的毛病在于很难在统一个时域中举行管制,况且缺乏指定的采样时间。与具有专用的采样坚持电路的保守ADC比拟,这两种滤波器都有一些使人操心的场合。不过也有法子办理这个题目。如本节所示,将sinc滤波器与系统的另外部份同步,并在恰当的时间采样相电流相当紧急。假使未能准确做到这一点,衡量成果将会大幅失真。

sinc滤波器的输出并不代表该时间∑-?ADC的输入。相悖,输出是往日窗口期间输入的加权平衡值。这是由滤波器的脉冲反映形成的。图2a显示了抽取率为5时sinc3的脉冲反映。从图中也许看出,滤波器输出怎么成为输入序列的加权和,中心的采样得到较大权重,而序列最先/结果时的采样权重较低。

在持续商议以前,需求给出几个基础界说。∑-?ADC时钟,又称为调制器时钟,示意为fmod。抽取率(DR)决计抽取频次(fdec),并与fmod关连,如公式1所示:

图2右边显示了脉冲反映对滤波器阶跃反映的影响。运用该环节时,滤波器输出不受影响,滤波器在3个完备的抽取周期以后到达平稳形态。是以,sinc3滤波器的一些紧急个性也许表述为:

群推迟为1.5个抽取周期

成立光阴为3个抽取周期

在将滤波器与管制系统同步时,这些属性特别紧急,本文将一向会用到。

图2.(a)滤波器抽取率为5的sinc滤波器脉冲反映。(b)Sinc滤波器的阶跃反映以及与脉冲反映的瓜葛。

在商议sinc滤波器同步以前,务必先界说输入记号的个性。这反过来又会界说滤波器的同步个性。

图3显示了由电压源逆变器启动的3相永磁机电的摹拟相电流。调制方法为空间矢量PWM,开关频次为10kHz。将机电加载到5A峰值相电流和rpm转速。这类配置加之3个极对数,也许得到6.67ms电气基础周期。

  图3.采纳空间矢量脉宽调制时的机电相电流

  相电流也许看做由两个份量构成:平衡份量和开关份量。出于管制目标,仅

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