Inverse Park Transform

实现 dq 到 αβ 的变换

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库:
Motor Control Blockset / Controls / Math Transforms
Motor Control Blockset HDL Support / Controls / Math Transforms

描述

Inverse Park Transform 模块计算正交直轴 (d) 和正交轴 (q) 分量或旋转 dq 参考系中的多路复用 dq0 分量的帕克逆变换。

您可以对该模块进行配置，使 d 轴或 q 轴在时间 t = 0 处与 α 轴对齐。

该模块接受以下输入：

旋转参考系中的 d-q 轴分量或多路复用分量 dq0。使用输入数目参数以使用两个或三个输入。
对应变换角度的正弦值和余弦值。

在使用双输入配置时，它输出静止 αβ 参考系中的两相正交分量。在使用三输入配置时，它输出多路复用分量 αβ0。

对于平衡系统，零分量等于零。

下列各图显示在以下情形下的旋转 dq 参考系和 αβ 参考系中的 α-β 轴分量：

d 轴与 α 轴对齐。
q 轴与 α 轴对齐。
在这两种情形下，角度 θ = ωt，其中：
- θ 是 d 轴对齐时 α 轴和 d 轴之间的夹角，或是 q 轴对齐时 α 轴和 q 轴之间的夹角。它指示旋转 dq 参考系相对于 α 轴的角位置。
- ω 是 d-q 参考系的转速。
- t 是从初始对齐开始的时间，以秒为单位。

下列各图显示 αβ 和 dq 参考系的各个分量在以下情形的时间响应：

d 轴与 α 轴对齐。
q 轴与 α 轴对齐。

方程

如果将输入数目参数设置为二输入，则以下方程描述该模块如何实现帕克逆变换。

当 d 轴与 α 轴对齐时。
$[\begin{matrix} f_{α} \\ f_{β} \end{matrix}] = [\begin{matrix} \cos θ & - \sin θ \\ \sin θ & \cos θ \end{matrix}] [\begin{matrix} f_{d} \\ f_{q} \end{matrix}]$
当 q 轴与 α 轴对齐时。
$[\begin{matrix} f_{α} \\ f_{β} \end{matrix}] = [\begin{matrix} \sin θ & \cos θ \\ - \cos θ & \sin θ \end{matrix}] [\begin{matrix} f_{d} \\ f_{q} \end{matrix}]$

其中：

$f_{d}$ 和 $f_{q}$ 是旋转 dq 参考系中的直轴和交轴正交分量。
$f_{α}$ 和 $f_{β}$ 是静止 αβ 参考系中的两相正交分量。

如果将输入数目参数设置为三输入，则以下方程描述该模块如何实现帕克逆变换：

Inverse Park 模块实现 a 相到 q 轴对齐的变换，如下所示
其中：
- d 和 q 是旋转参考系中双轴系统的直轴和交轴分量。
- 0 是零分量。
- α 和 β 是静止参考系中两相系统的 alpha 轴和 beta 轴分量。
对于 a 相到 d 轴的对齐，该模块使用以下方程实现变换：

示例

使用转速传感器实现感应电机的磁场定向控制

此示例采用磁场定向控制 (FOC) 方法来控制三相 AC 感应电机 (ACIM) 的转速。FOC 算法需要转子转速反馈，在此示例中通过使用正交编码器获得此反馈。有关 FOC 的详细信息，请参阅磁场定向控制 (FOC)。

打开模型

PMSM 的弱磁控制（使用 MTPA）

此示例采用磁场定向控制 (FOC) 方法来控制三相永磁同步电机 (PMSM) 的转矩和转速。FOC 算法需要转子位置反馈，该反馈通过正交编码器获得。有关 FOC 的详细信息，请参阅磁场定向控制 (FOC)。

打开模型

使用霍尔传感器的 PMSM 的磁场定向控制

此示例采用磁场定向控制 (FOC) 方法来控制三相永磁同步电机 (PMSM) 的转速。FOC 算法需要转子位置反馈，通过使用霍尔传感器获得该反馈。有关 FOC 的详细信息，请参阅磁场定向控制 (FOC)。

打开模型

端口

输入

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d — 轴分量
标量

旋转 dq 参考系中的直轴分量 d。

依赖关系

要启用此端口，请将输入数目参数设置为二输入。

数据类型: single | double | fixed point

q — 轴分量
标量

旋转 dq 参考系中的交轴分量 q。

依赖关系

要启用此端口，请将输入数目参数设置为二输入。

数据类型: single | double | fixed point

dq0 — 轴分量
标量

旋转 dq 参考系中的多路复用直轴分量 d、交轴分量 q 和 0 分量。

依赖关系

要启用此端口，请将输入数目参数设置为三输入。

数据类型: single | double | fixed point

sin θ_e — 旋转角度的正弦值
标量

变换角度 θ_e 的正弦值。θ_e 是旋转参考系和 α 轴之间的夹角。

数据类型: single | double | fixed point

cos θ_e — 旋转角度的余弦值
标量

变换角度 θ_e 的余弦值。θ_e 是旋转参考系和 α 轴之间的夹角。

数据类型: single | double | fixed point

输出

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α — 轴分量
标量

静止 αβ 参考系中的 alpha 轴分量 α。

依赖关系

要启用此端口，请将输入数目参数设置为二输入。

数据类型: single | double | fixed point

β — 轴分量
标量

静止 αβ 参考系中的 beta 轴分量 β。

依赖关系

要启用此端口，请将输入数目参数设置为二输入。

数据类型: single | double | fixed point

αβ0 — 轴分量
标量

静止 αβ 参考系中多路复用 alpha 轴分量 α 和 beta 轴分量 β 以及 0 分量。

依赖关系

要启用此端口，请将输入数目参数设置为三输入。

数据类型: single | double | fixed point

参数

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输入数目 — 模块输入的数目
二输入 (默认) | 三输入

选择您可以指定的输入数目：

二输入 - 将模块配置为接受两个单独的输入信号 d 和 q。该模块生成两个单独的输出信号 α 和 β。
三输入 - 将模块配置为接受一个包含 d、q 和 0 信号的多路复用输入。该模块生成一个包含 α、β 和 0 信号的多路复用输出。

alpha (a 相)轴对齐 — dq 参考系对齐
D 轴 (默认) | Q 轴

将旋转参考系的 d 或 q 轴与静止参考系的 α 轴对齐。

Theta 输入 — 位置输入的类型
正弦和余弦电气位置 (默认) | 电气位置

位置 (theta) 输入的类型：

正弦和余弦电气位置 - 将模块配置为直接接受 sinθ_e 和 cosθ_e 输入。
电气位置 - 将模块配置为接受电气位置 (θ_e) 输入。该模块根据 θ_e 输入在内部计算 sinθ_e 和 cosθ_e 信号。

Theta 单位 — 电气位置输入的单位
标幺 (默认) | 弧度 | 度

电气位置输入 (θ_e) 的单位。

依赖关系

要启用此参数，请将Theta 输入设置为电气位置。

查找表的数据点数 — 查找表数组的大小
`1024` (默认) | 标量

模块用于根据 θ_e 输入计算 sinθ_e 和 cosθ_e 信号的查找表数组的大小。您可以指定一个介于 125 和 4095 之间的值。

依赖关系

要启用此参数，请将Theta 输入设置为电气位置。

扩展功能

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C/C++ 代码生成
使用 Simulink® Coder™ 生成 C 代码和 C++ 代码。

HDL 代码生成
使用 HDL Coder™ 为 FPGA 和 ASIC 设计生成 VHDL、Verilog 和 SystemVerilog 代码。

HDL Coder™ 提供了影响 HDL 实现和综合逻辑的额外配置选项。

HDL 架构

此模块具有一个默认 HDL 架构。

HDL 模块属性


ConstrainedOutputPipeline	要通过移动设计中的现有延迟来放置在输出端的寄存器的数量。分布式流水线不会重新分布这些寄存器。默认值为 `0`。有关更多详细信息，请参阅 ConstrainedOutputPipeline (HDL Coder)。
FlattenHierarchy	从生成的 HDL 代码中删除 Inverse Park Transform 模块层次结构。默认值为继承。另请参阅 FlattenHierarchy (HDL Coder)。如果您对 Inverse Park Transform 模块使用资源共享优化（通过将 SharingFactor 属性设置为大于 0 的值来实现），请将该模块的 FlattenHierarchy 属性设置为 `on`。
InputPipeline	要在生成的代码中插入的输入流水线阶段数。分布式流水线和受限输出流水线可以移动这些寄存器。默认值为 `0`。有关更多详细信息，请参阅 InputPipeline (HDL Coder)。
OutputPipeline	要在生成的代码中插入的输出流水线阶段数。分布式流水线和受限输出流水线可以移动这些寄存器。默认值为 `0`。有关更多详细信息，请参阅 OutputPipeline (HDL Coder)。
SharingFactor	要映射到单个共享资源的功能等效的资源数量。默认值为 0。另请参阅Resource Sharing (HDL Coder)。

定点转换
使用 Fixed-Point Designer™ 设计和仿真定点系统。

版本历史记录

在 R2020a 中推出

另请参阅

Inverse Park Transform

描述

方程

示例

使用转速传感器实现感应电机的磁场定向控制

PMSM 的弱磁控制（使用 MTPA）

使用霍尔传感器的 PMSM 的磁场定向控制

端口

输入

d — 轴分量 标量

依赖关系

q — 轴分量 标量

依赖关系

dq0 — 轴分量 标量

依赖关系

sin θe — 旋转角度的正弦值 标量

cos θe — 旋转角度的余弦值 标量

输出

α — 轴分量 标量

依赖关系

β — 轴分量 标量

依赖关系

αβ0 — 轴分量 标量

依赖关系

参数

输入数目 — 模块输入的数目 二输入 (默认) | 三输入

alpha (a 相)轴对齐 — dq 参考系对齐 D 轴 (默认) | Q 轴

Theta 输入 — 位置输入的类型 正弦和余弦电气位置 (默认) | 电气位置

Theta 单位 — 电气位置输入的单位 标幺 (默认) | 弧度 | 度

依赖关系

查找表的数据点数 — 查找表数组的大小 1024 (默认) | 标量

依赖关系

扩展功能

C/C++ 代码生成 使用 Simulink® Coder™ 生成 C 代码和 C++ 代码。

HDL 代码生成 使用 HDL Coder™ 为 FPGA 和 ASIC 设计生成 VHDL、Verilog 和 SystemVerilog 代码。

定点转换 使用 Fixed-Point Designer™ 设计和仿真定点系统。

版本历史记录

另请参阅

主题

d — 轴分量
标量

q — 轴分量
标量

dq0 — 轴分量
标量

sin θ_e — 旋转角度的正弦值
标量

cos θ_e — 旋转角度的余弦值
标量

α — 轴分量
标量

β — 轴分量
标量

αβ0 — 轴分量
标量

输入数目 — 模块输入的数目
二输入 (默认) | 三输入

alpha (a 相)轴对齐 — dq 参考系对齐
D 轴 (默认) | Q 轴

Theta 输入 — 位置输入的类型
正弦和余弦电气位置 (默认) | 电气位置

Theta 单位 — 电气位置输入的单位
标幺 (默认) | 弧度 | 度

查找表的数据点数 — 查找表数组的大小
`1024` (默认) | 标量

C/C++ 代码生成
使用 Simulink® Coder™ 生成 C 代码和 C++ 代码。

HDL 代码生成
使用 HDL Coder™ 为 FPGA 和 ASIC 设计生成 VHDL、Verilog 和 SystemVerilog 代码。

定点转换
使用 Fixed-Point Designer™ 设计和仿真定点系统。