3.4 Синхронизация

Все доступные модули таймера/счетчика в ATmega48 используются для поколения PWM. По этой причине, нет никакого специализированного таймера, доступного для измерений скорости. Решение этого состоит в том, чтобы использовать прерывание переполнения модулей таймера/счетчика как ядро времени. Период времени между каждым прерыванием переполнения будет упоминаться как "импульс сигнала времени". Продолжительность одного импульса сигнала времени равна периоду времени PWM, который дан Уравнением 3-3.

Уравнение 3-3. Период времени PWM.

T_PWM = 1/f_PWM = 510/f_CPU

Как пример, в тактовом генераторе центрального процессора на 8 МГц, у одного импульса сигнала времени есть продолжительность 63.75µs.

3.5 Датчики позиции и ее использование

Так как цель состоит в том, чтобы управлять синхронным двигателем, некоторая информация о позиции ротора должна быть известна, чтобы произвести формы волны, которые синхронизированы на двигатель. Эта информация может быть получена, например при использовании углового кодера. Однако, много постоянных двигателей магнита оборудованы тремя датчиками зала, установленными, предоставляя информацию о позициях ротора в 60 приращениях степени. В этом прикладном примечании датчики зала используются как единственная позиция, считывающая устройства.

В иллюстрации 3-3 трем сигналам датчика зала показывают как H1, H2 и H3. Вводы датчика зала транслируют в число между 1 и 6, обрабатывая каждый из сигналов датчика зала как двоичные знаки и упорядочивая их как зал = H3 H2 H1. Значениям зала, соответствующим различным комбинациям H3, H2 и H1, показывают в иллюстрации 3-3.

Государство датчиков зала и синхронизация изменений датчика зала используются для

несколько целей:

• фаза формы волны Вывода блокировал цикл

• вычисление Скорости

• Блочная коммутация

• обнаружение Вращения.

• Синхронизация и изменение руководства

• угловое управление коммутации Усовершенствования

• Tacho сигнал вывода

3.5.1 Фаза блокировала цикл

Цель волнового поколения состоит в том, чтобы сохранить формы волны вывода синхронизированными к вращению ротора. Вызов используя датчики зала как датчики позиции - то, что современная информация о позиции ротора только доступна каждые 60 степеней. Чтобы решить этот вызов, блокированный цикл фазы должен быть осуществлен, который сохраняет форму волны вывода в сигнале начала блока с ротором. Индекс (или указатель) в таблицу поиска поддержан всегда. Информация, полученная из датчиков зала, используется, чтобы обновить этот индекс.

Самая точная информация позиции доступна в точный момент, когда датчик зала изменяет значение. В этом пункте известен точный угол ротора.

Во время между изменениями датчика зала, никакой информацией о позиции

ротор доступен. Однако, мы действительно знаем позицию ротора в последнем изменении датчика зала, и мы можем измерить период времени между последними двумя изменениями датчика зала. Это позволяет нам вычислять скорость ротора и, принимая постоянную скорость, позиция может быть вычислена от Уравнения 3-4.

Уравнение 3-4. Интерполяция позиции.

θ = ω

θ(t) =θ_o + ωt

где θ - угловая позиция,θ_o - угловая позиция в последнем изменениидатчика зала,ω - угловая скорость, и t - время начиная с последнего изменения датчика зала.

Не входя в детали, Уравнение 3-4 может быть приближено дифференциальным уравнением, которому показывают в Уравнении 3-5.

Уравнение 3-5. Угловое дифференциальное уравнение смещения.

θ[k] =θ[k-1] +ωt,

где θ - угловая позиция,k- шаг текущего времени,ω - угловая скорость, и T - размер временного шага.

В этом прикладном примечании угловая позиция представлена индексом таблицы поиска, измеренным в шагах таблицы. Время измерено на импульсах сигнала времени. Угловая скорость определена Уравнением 3-6.

Уравнение 3-6. Угловое скоростное определение

ω=Δθ/Δt,

где Δθ - угловое смещение во время периода времениΔt. Так как угловое смещение измерено в шагах таблицы, и время измерено на импульсах сигнала времени, угловой скоростной модуль - шаги таблицы в импульс сигнала времени.

Индекс таблицы поиска обновлен однажды каждый импульс сигнала времени, таким образом временной шаг, T, Уравнения 3-5 является 1 импульсом сигнала времени. Приращение, используемое, чтобы выполнить итерации таблицы между двумя последовательными изменениями зала, может таким образом быть вычислено от Уравнения 3-7.

Уравнение 3-7. Индекс таблицы поиска увеличивает вычисление.

i = ωT= (Δθ/Δt) *T=n_e/n_T,

где n_e - число элементов таблицы в шаг коммутации (60 степеней

вращение), и n_T - число импульсов сигнала времени между последними двумя коммутациями.

На каждом импульсе сигнала времени приращение добавлено к индексу таблицы поиска, чтобы обновить информацию позиции.

Алгоритм, используемый, чтобы осуществить блокированный цикл фазы, может таким образом быть получен в итоге как:

1. В каждом изменении датчика зала:

o Набор таблица поиска индексируют, чтобы переписываться позиции ротора.

o Вычисляют индексное приращение от Уравнения 3-7.

2. Для каждого импульса сигнала времени до следующего изменения датчика зала:

o Обновление индекс таблицы поиска использование Уравнения 3-5.

o Обновление производительность PWM согласно индексу таблицы поиска.

3. Когда датчики зала изменяются, возвратитесь к 1.