使用C語言實現中FOC(磁場向量控制)中的Park、Clark變換－工作經驗筆記

下圖是FOC(磁場向量控制)中非常經典的系統控制圖，我相信很多人都會被系統圖中的PARK、CLARKE座標變換嚇到了，

說實話如果只是把座標變換當成工具來使用的話，真的也沒那們難理解，

當然如果你是學生的話可能會想推導公式，但是在工程應用推導複雜公式對產品的開發意義不大。

說穿了PARK、CLARKE只是一些公式而已如下圖所示

下面公式告訴我們三項交流的ia、ib 、 ic 透過PARK、CLARKE變換,會變成直流id 、iq

接下來我們用C語言去驗證是不是真的如此??

接下來用Dev C++開啟一個空白專案並且貼上以下程式

我們先創建三項(互差120度)交流電

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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>

/* run this program using the console pauser or add your own getch, system("pause") or input loop */

int main(int argc, char *argv[]) {

   int i;
   float We,i_as,i_bs,i_cs,i_ds,i_qs,dt,t;
   FILE *fp;
   fp = fopen("D:/work/result1.txt", "w+");

   for(i=1;i<=2000;i=i+1)
   {
           dt = 0.0001;
           t = t+dt;

       We = 2.0*3.14159*60.0;   //2*pi*f 頻率假設60hz

////用數學式表示相差120度的三個sin wave
           i_as = 1.0*cos(We*t);
           i_bs = 1.0*cos(We*t-2*3.14159/3.0);
           i_cs = 1.0*cos(We*t-4*3.14159/3.0);

       fprintf(fp,"%5.5f , %5.5f, %5.5f, \n",i_as,i_bs,i_cs); //數字列印到txt檔案

//,再把txt的數字拖到excel跑圖形
       printf("%5.5f , %5.5f , %5.5f, %5.5f, \n",i_as,i_bs,i_cs); //印到螢幕
   }

   fclose(fp);
   system("pause");
   return 0;
}

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將印出來的數字全貼到EXCEL在畫成圖形，此時你應該可以呈現下圖的sin波形。

再來就是將三相交流用轉換成 i_arfa i_beta ，就是俗稱的CLARKE變換

Clarke 假設 ia+ib+ic =0

i_arfa = ia

i_beta = (ia+2ib)/1.732;

再把i_arfa、 i_beta 轉成 id 、iq ，就是俗稱的Park變換

i_d = i_arfa * cos(thita) + i_beta * sin(thita)

i_q = -i_arfa * sin(thita) + i_beta * cos(thita)

此時的 i_d 、i_q 就是直流分量, i_d就是控制激磁、i_q就是控制轉拒,

如果控制電動車,想讓電動車加速,這時要控制甚麼??

當然是轉拒, 轉拒一大 ,加速度也會變大 ,電動車就會加速了,

i_d則是用在弱磁控制上的,詳情請爬文。

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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>

/* run this program using the console pauser or add your own getch, system("pause") or input loop */

int main(int argc, char *argv[]) {

   int i;
   float We,i_as,i_bs,i_cs,i_ds,i_qs,dt,t;
   float i_arfa,i_beta,thita;
   FILE *fp;
   fp = fopen("D:/work/result1.txt", "w+");

   for(i=1;i<=2000;i=i+1)
   {
           dt = 0.0001;
           t = t+dt;

       We = 2.0*3.14159*60.0;   //2*pi*f f假設60hz

           i_as = 1.0*cos(We*t);
           i_bs = 1.0*cos(We*t-2*3.14159/3.0);
           i_cs = 1.0*cos(We*t-4*3.14159/3.0);

           // clark tran.
           i_arfa = i_as;
           i_beta = (1.0/1.732)*i_as+(2.0/1.732)*i_bs;

           // Park tran.
           thita = We*t; //thita 先用60hz假設一下
           i_ds = (cos(thita)) * (i_arfa) + (sin(thita)) * (i_beta);
           i_qs = (-1.0*sin(thita))* (i_arfa) + (cos(thita)) * (i_beta);


       fprintf(fp,"%5.5f , %5.5f, \n",i_ds,i_qs);
       printf("%5.5f , %5.5f , \n",i_ds,i_qs);
   }

   fclose(fp);
      system("pause");

   return 0;
}