HFI高频注入代码解读

前言：上个月预告要推出对ST的高频注入代码解读，后面看了下代码，一言难尽。。。

机缘巧合之下，有位朋友给出了另外一份代码，那就拿这个填坑吧~~~

简介：本文采用的是方波注入的方式，并非脉振，注入电压的幅值是标幺值0.3，注入方波的频率和PWM频率成线性关系，最后选取750Hz.

代码解读：

知乎文章修改字体比较麻烦，也不能改变颜色，以下代码中文注释即为我的解读，阅读不便望理解。

/*高频注入主函数，ZLSPD表示zero and low speed position detection*/

/***************************************************************
 * High Frequency Injection - Implementation
 ***************************************************************/
void  ZLSPD(HPF *iq, HPF_COEFF *k, HFI *h, NS_ID *n, CLARKE *i, PHASEVOLTAGE *v)
{
	static _iq  	 kp,
		         dIq,
			 IqOld,
			 thetaErr,
			 volt_hfi;

	static Uint16 	 Squ_PRD,
			 squ_cnt,
			 NS_cnt;
	
	/*在复位状态机下，复位角度误差，采样记录的Iq，方波幅值，计数器等关键信息*/
	/********************************************
	 * Reset State
	 ********************************************/
	if(h->HFI_Status == HFI_RESET_STATE)
	{
		NS_cnt    = 0;
		thetaErr  = 0;
		IqOld     = 0;
		dIq	  = 0;
		squ_cnt   = 0;
		Squ_PRD   = h->Squ_PRD_set;
		volt_hfi  = h->volt_ipd;
		kp        = h->Kp_IPD;

//		HPF_RESET(iq);                    // reset HPF
		h->HFI_Status = HFI_IPD_STATE;    // Start HFI
	}

	/*如果在磁极辨识状态机下，则调用NS_Determination函数完成对磁极的辨识*/
	/********************************************
	 * NS state
	 ********************************************/
	else if(h->HFI_Status == HFI_NSID_STATE)
	{
		NS_Determination(n,h,i);
	}

	/*状态机处于高频注入计算状态下*/
	/********************************************
	 * HFI IPD and RUN states
	 ********************************************/
	else
	{
		
		/*提取q轴高频电流分量，作为角度误差*/
//		HPF_MODULE(id, k);    /*  HPF on phase current to extract HF component   */
		HPF_MODULE(iq, k);    /*  HPF on phase current to extract HF component   */

		/*脉宽计数，多个开关周期组成一个正向方波激励*/
		/*******************************
		 * Square wave period control
		 *******************************/
		if (Squ_PRD != h->Squ_PRD_set)
		{
			if (Squ_PRD < h->Squ_PRD_set)
				Squ_PRD++;
			else
				Squ_PRD--;
		}

		/*记录脉冲电流顶点和底点两处的Iq，中间的略去不需要。把顶点到底点的电流变化量作为
		方波激励产生的电流变化，即对应角度偏移产生的q轴脉冲电流误差，同时翻转方波极性*/
		/****************************************************
		 * Square wave polarity control + angle error calc
		 ****************************************************/
		if (++squ_cnt >= Squ_PRD)
		{
			squ_cnt = 0;
			dIq     = SIGN(h->dutyMax) * (iq->Out - IqOld);     /* angle error */
			IqOld   = iq->Out;
			h->dutyMax = -h->dutyMax;              /* Square wave polarity control */

			/*在辨识初始位置和低速HFI观测两个不同的阶段，使用的电压幅值，PLL或者PI的带宽是不同的*/
			/******************************
			 * Initial HFI for IPD state
			 ******************************/
			if (NS_cnt < h->HFI_Time2)      //400
			{
				/* Initial alignment estimation */
				if (++NS_cnt < h->HFI_Time1)  //300
				{
					volt_hfi = h->volt_ipd;   //80
					kp = h->Kp_IPD;
				}

				/* clear motor currents to prep for NSID */
				else if (NS_cnt < h->HFI_Time2)
				{
					volt_hfi = 0;
				}

				/* set state to NSID */
				else
					h->HFI_Status = HFI_NSID_STATE;
			}

			/*********************************
			 * Post IPD HFI for RUN state
			 *********************************/
			else
			{
				volt_hfi = h->volt_run;
				kp = h->Kp_RUN;
			}
		}

		/*q轴高频电流分量直接与角度线性相关，拿到了角度误差，通过锁相环或者PI
		调节器计算出了速度，速度积分获得了角度，角度超过2pi则翻转*/
		/************************************************************/
		/*   Angle estimation                                       */
		/************************************************************/
		thetaErr  = dIq;
		h->speedEst  = _IQmpy(kp,       thetaErr);
		h->thetaEst += _IQmpy(h->speedEst, h->base_wTs);  //
		ANGLE_WRAP(h->thetaEst);

		/*当BUS电压低于注入电压，则需要限制注入电压幅值*/
		/************************************************************/
		/*   Duty cycle (HFI Square wave mag) estimation            */
		/************************************************************/
		/*   volt1.DcBusVolt = _IQ12toIQ(AdcResult.ADCRESULT7);   */
		if (v->DcBusVolt < volt_hfi)
			h->duty = h->dutyMax;
		else
			h->duty = _IQdiv(_IQmpy(h->dutyMax, volt_hfi), v->DcBusVolt);
	}

	return;
}

总结：

代码的思路和上一篇文章完全是吻合的，方波HFI其实可调的东西并不多，关键在于一些细节的处理，和对电机凸极性的理解。

受限于资源，代码不是很详细，能够详细解读的地方有限，希望大家理解。