本發(fā)明涉及兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的控制領(lǐng)域，尤其涉及一種基于三相逆變器的兩相步進(jìn)電機(jī)閉環(huán)驅(qū)動(dòng)裝置及方法。

背景技術(shù)：

兩相混合式步進(jìn)電機(jī)因其控制簡(jiǎn)單、定位精確、成本低等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于工業(yè)和消費(fèi)電子領(lǐng)域。步進(jìn)電機(jī)的控制在傳統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)合下大多以開環(huán)控制為主，其主要存在低頻振蕩、轉(zhuǎn)速不高、帶載能力差和失步等缺點(diǎn)。

目前，兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的控制主要采用細(xì)分控制技術(shù)，如專利文獻(xiàn)1(專利號(hào)為200910182227.1)、專利文獻(xiàn)2(專利號(hào)為201210395851.1)、專利文獻(xiàn)3(專利號(hào)為201110207943.8)、專利文獻(xiàn)4(專利號(hào)為201310352544.x)。該技術(shù)的主要缺點(diǎn)：1)、在兩相混合式步進(jìn)電機(jī)出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)時(shí)不能增大兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩；2)、由于兩相混合式步進(jìn)電機(jī)隨著細(xì)分?jǐn)?shù)的增大而很難高速運(yùn)行，其高速性能很差。目前的技術(shù)水平多適合與低速場(chǎng)合運(yùn)行。隨著現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，加上為了增加經(jīng)濟(jì)效益而不斷的降低成本，人們對(duì)步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合提出了越來(lái)越高的要求，追求更高精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)以及提高高速帶載能力成為新的研究熱點(diǎn)。

因此，需要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高效的基于三相逆變器的兩相步進(jìn)電機(jī)閉環(huán)驅(qū)動(dòng)裝置及方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于三相逆變器的兩相步進(jìn)電機(jī)閉環(huán)驅(qū)動(dòng)裝置，包括與兩相混合式步進(jìn)電機(jī)相連接的閉環(huán)控制裝置；所述閉環(huán)控制裝置包括第四減法器、位置環(huán)比例調(diào)節(jié)器、第三減法器、速度環(huán)pi調(diào)節(jié)器、第一減法器、電流環(huán)第一pi調(diào)節(jié)器、park逆變換器、空間電壓矢量svpwm控制模塊、三相逆變器、第二減法器、電流環(huán)第二pi調(diào)節(jié)器、微分裝置和park變換器；其特征在于：所述兩相混合式步進(jìn)電機(jī)通過內(nèi)置的增量式光電編碼器輸出實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)子位置θ到第四減法器、park逆變換器、微分裝置和park變換器；所述兩相混合式步進(jìn)電機(jī)輸出兩相靜止坐標(biāo)系下的電流ia和ib到park變換器；

第四減法器根據(jù)參考位置θref和實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)子位置θ輸出位置偏差eθ到位置環(huán)比例調(diào)節(jié)器；

位置環(huán)比例調(diào)節(jié)器輸出參考速度ωref到第三減法器；

微分裝置輸出實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)子速度ω到第三減法器；

第三減法器輸出速度偏差eω到速度環(huán)pi調(diào)節(jié)器；

速度環(huán)pi調(diào)節(jié)器輸出q軸參考電流iqref到第一減法器；

park變換器輸出q軸實(shí)際電流iq到第一減法器；park變換器輸出d軸實(shí)際電流id到第二減法器；

第一減法器輸出q軸實(shí)際電流偏差eq到電流環(huán)第一pi調(diào)節(jié)器；

電流環(huán)第一pi調(diào)節(jié)器輸出q軸電壓uq到park逆變換器；

第二減法器根據(jù)d軸參考電流idref和d軸實(shí)際電流id輸出d軸實(shí)際電流偏差ed到電流環(huán)第二pi調(diào)節(jié)器；

電流環(huán)第二pi調(diào)節(jié)器輸出d軸電壓ud到park逆變換器；

park逆變換器輸出α軸電壓uα和β軸電壓uβ到空間電壓矢量svpwm控制模塊；

空間電壓矢量svpwm控制模塊輸出pwm波到三相逆變器，再通過三相逆變器控制兩相混合式步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行。

作為對(duì)本發(fā)明基于三相逆變器的兩相步進(jìn)電機(jī)閉環(huán)驅(qū)動(dòng)裝置的改進(jìn)：

所述空間電壓矢量svpwm控制模塊輸出六路pwm波到三相逆變器；

所述三相逆變器包括包括第1半橋的上橋臂功率開關(guān)管、第1半橋的下橋臂功率開關(guān)管、第2半橋的上橋臂功率開關(guān)管、第2半橋的下橋臂功率開關(guān)管、第3半橋的上橋臂功率開關(guān)管、第3個(gè)半橋的下橋臂功率開關(guān)管；

所述第1個(gè)半橋的上橋臂功率開關(guān)管與第1個(gè)半橋的下橋臂功率開關(guān)管連接構(gòu)成第一橋臂，第2個(gè)半橋的上橋臂功率開關(guān)管與第2個(gè)半橋的下橋臂功率開關(guān)管連接構(gòu)成第二橋臂，第3個(gè)半橋的上橋臂功率開關(guān)管與第3個(gè)半橋的下橋臂功率開關(guān)管連接構(gòu)成第三橋臂；

所述兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的繞組a的一端連接在第1個(gè)半橋的上橋臂功率開關(guān)管和第1個(gè)半橋的下橋臂功率開關(guān)管的接頭處，另一端連接在第2個(gè)半橋的上橋臂功率開關(guān)管和第2個(gè)半橋的下橋臂功率開關(guān)管的接頭處；所述兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的繞組b的一端連接在第2個(gè)半橋的上橋臂功率開關(guān)管和第2個(gè)半橋的下橋臂功率開關(guān)管的接頭處，另一端連接在第3個(gè)半橋的上橋臂功率開關(guān)管和第3個(gè)半橋的下橋臂功率開關(guān)管的接頭處。

本發(fā)明還同時(shí)提供基于三相逆變器的兩相步進(jìn)電機(jī)閉環(huán)驅(qū)動(dòng)裝置的方法：

所述空間電壓矢量svpwm控制模塊根據(jù)第1半橋的上橋臂功率開關(guān)管、第1半橋的下橋臂功率開關(guān)管、第2半橋的上橋臂功率開關(guān)管、第2半橋的下橋臂功率開關(guān)管、第3半橋的上橋臂功率開關(guān)管和第3個(gè)半橋的下橋臂功率開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷的不同組合，形成八種工作狀態(tài)，從而構(gòu)成了八個(gè)空間矢量，其中包括六個(gè)非零矢量v1、v2、v3、v4、v5和v6及兩個(gè)零矢量v0和v7，六個(gè)非零矢量將整個(gè)矢量空間分成了第i扇區(qū)，第ii扇區(qū)，第iii扇區(qū)，第iv扇區(qū)，第v扇區(qū)和第vi扇區(qū)六個(gè)扇區(qū)；

當(dāng)參考矢量uref此時(shí)所處第i扇區(qū)時(shí)，參考矢量uref等效作用于相鄰的非零基本空間電壓矢量v1和v2的時(shí)間t1和t2分別為：

六路pwm波的每一路pwm波的周期都為ts，udc為接在三相逆變器上的直流電壓，ts和udc是人為設(shè)定的；uα和uβ為參考矢量uref在α和β坐標(biāo)系上的電壓，即為α軸電壓uα和β軸電壓uβ；

當(dāng)參考矢量uref此時(shí)所處第ii扇區(qū)時(shí)，參考矢量uref等效作用于相鄰的非零基本空間電壓矢量v2和v3的時(shí)間t2和t3分別為：

當(dāng)參考矢量uref此時(shí)所處第iii扇區(qū)時(shí)，參考矢量uref等效作用于相鄰的非零基本空間電壓矢量v3和v4的時(shí)間t3和t4分別為：

當(dāng)參考矢量uref此時(shí)所處第iv扇區(qū)時(shí)，參考矢量uref等效作用于相鄰的非零基本空間電壓矢量v4和v5的時(shí)間t4和t5分別為：

當(dāng)參考矢量uref此時(shí)所處第v扇區(qū)時(shí)，參考矢量uref等效作用于相鄰的非零基本空間電壓矢量v5和v6的時(shí)間t5和t6分別為：

當(dāng)參考矢量uref此時(shí)所處第vi扇區(qū)時(shí)，參考矢量uref等效作用于相鄰的非零基本空間電壓矢量v6和v1的時(shí)間t6和t1分別為：

空間電壓矢量svpwm控制模塊通過t1、t2、t3、t4、t5和t6計(jì)算參考矢量uref位于不同扇區(qū)時(shí)輸出的六路pwm波的占空比，從而空間電壓矢量svpwm控制模塊輸出相應(yīng)的六路pwm波到三相逆變器。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明與現(xiàn)有的采用雙h橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)方案相比較，采用三相逆變器及適合的空間矢量調(diào)制算法進(jìn)行設(shè)計(jì)，在功率開關(guān)管數(shù)量上由8個(gè)變成了6個(gè)，降低了成本，基于三相逆變器控制兩相電機(jī)導(dǎo)通推導(dǎo)而獲得的空間矢量調(diào)制算法也是新的?；诒景l(fā)明設(shè)計(jì)的閉環(huán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速范圍及帶載能力都比開環(huán)系統(tǒng)的強(qiáng)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1是本發(fā)明基于三相逆變器的兩相步進(jìn)電機(jī)閉環(huán)驅(qū)動(dòng)裝置的原理框圖；

圖2是圖1中三相逆變器9的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；

圖3是空間電壓矢量svpwm控制模塊8所采用的基本空間電壓矢量圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此。

實(shí)施例1、基于三相逆變器的兩相步進(jìn)電機(jī)閉環(huán)驅(qū)動(dòng)裝置，如圖1-3所示，包括與兩相混合式步進(jìn)電機(jī)15相連接的閉環(huán)控制裝置，閉環(huán)控制裝置包括第四減法器1、位置環(huán)比例調(diào)節(jié)器2、第三減法器3、速度環(huán)pi調(diào)節(jié)器4、第一減法器5、電流環(huán)第一pi調(diào)節(jié)器6、park逆變換器7、空間電壓矢量svpwm控制模塊8、三相逆變器9、第二減法器10、電流環(huán)第二pi調(diào)節(jié)器11、微分裝置12和park變換器13。

本發(fā)明的信號(hào)連接關(guān)系如下：

兩相混合式步進(jìn)電機(jī)15通過內(nèi)置的增量式光電編碼器14輸出實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)子位置θ到第四減法器1、park逆變換器7、微分裝置12和park變換器13；通過電阻采樣法獲取兩相混合式步進(jìn)電機(jī)15的兩相靜止坐標(biāo)系下的電流ia和ib，兩相混合式步進(jìn)電機(jī)15輸出兩相靜止坐標(biāo)系下的電流ia和ib到park變換器13；第四減法器1通過參考位置θref和實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)子位置θ輸出位置偏差eθ到位置環(huán)比例調(diào)節(jié)器2；位置環(huán)比例調(diào)節(jié)器2輸出參考速度ωref到第三減法器3；微分裝置12輸出實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)子速度ω到第三減法器3；第三減法器3輸出速度偏差eω到速度環(huán)pi調(diào)節(jié)器4；速度環(huán)pi調(diào)節(jié)器4輸出q軸參考電流iqref到第一減法器5；park變換器13輸出d軸實(shí)際電流iq到第一減法器5；park變換器13輸出d軸實(shí)際電流id到第二減法器10；第一減法器5輸出q軸實(shí)際電流偏差eq到電流環(huán)第一pi調(diào)節(jié)器6；電流環(huán)第一pi調(diào)節(jié)器6輸出q軸電壓uq到park逆變換器7；第二減法器10通過d軸參考電流idref和d軸實(shí)際電流id輸出d軸實(shí)際電流偏差ed到電流環(huán)第二pi調(diào)節(jié)器11；電流環(huán)第二pi調(diào)節(jié)器11輸出d軸電壓ud到park逆變換器7；park逆變換器7輸出α軸電壓uα和β軸電壓uβ到空間電壓矢量svpwm控制模塊8；空間電壓矢量svpwm控制模塊8輸出六路pwm波到三相逆變器9，三相橋逆變器9控制兩相混合式步進(jìn)電機(jī)15運(yùn)行。

空間電壓矢量svpwm控制模塊8輸出的六路pwm波包括pwm1、pwm2、pwm3、pwm4、pwm5和pwm6；空間電壓矢量svpwm控制模塊6包括第1個(gè)半橋的上橋臂功率開關(guān)管16、第1個(gè)半橋的下橋臂功率開關(guān)管17、第2個(gè)半橋的上橋臂功率開關(guān)管18、第2個(gè)半橋的下橋臂功率開關(guān)管19、第3個(gè)半橋的上橋臂功率開關(guān)管20和第3個(gè)半橋的下橋臂功率開關(guān)管21；

pwm1作為第1個(gè)半橋的上橋臂功率開關(guān)管16的門極控制信號(hào)，pwm2作為第1個(gè)半橋的上橋臂功率開關(guān)管17的門極控制信號(hào)，pwm3作為第2個(gè)半橋的上橋臂功率開關(guān)管18的門極控制信號(hào)，pwm4第2個(gè)半橋的下橋臂功率開關(guān)管19的門極控制信號(hào)，pwm5作為第3個(gè)半橋的上橋臂功率開關(guān)管20的門極控制信號(hào)，pwm6第3個(gè)半橋的下橋臂功率開關(guān)管21的門極控制信號(hào)。

第1個(gè)半橋的上橋臂功率開關(guān)管16與第1個(gè)半橋的下橋臂功率開關(guān)管17連接構(gòu)成第一橋臂，第2個(gè)半橋的上橋臂功率開關(guān)管18與第2個(gè)半橋的下橋臂功率開關(guān)管19連接構(gòu)成第二橋臂，第3個(gè)半橋的上橋臂功率開關(guān)管20與第3個(gè)半橋的下橋臂功率開關(guān)管21連接構(gòu)成第三橋臂；

兩相混合式步進(jìn)電機(jī)15設(shè)有繞組a22和繞組b23。兩相混合式步進(jìn)電機(jī)15的繞組a22的一端連接在第1個(gè)半橋的上橋臂功率開關(guān)管16和第1個(gè)半橋的下橋臂功率開關(guān)管17的接頭處，另一端連接在第2個(gè)半橋的上橋臂功率開關(guān)管18和第2個(gè)半橋的下橋臂功率開關(guān)管19的接頭處；所述兩相混合式步進(jìn)電機(jī)15的繞組b23的一端連接在第2個(gè)半橋的上橋臂功率開關(guān)管18和第2個(gè)半橋的下橋臂功率開關(guān)管19的接頭處，另一端連接在第3個(gè)半橋的上橋臂功率開關(guān)管20和第3個(gè)半橋的下橋臂功率開關(guān)管21的接頭處。

三相逆變器9的工作方式為同一橋臂上下的兩個(gè)功率開關(guān)管是互補(bǔ)導(dǎo)通的，即在第一橋臂中a＝1時(shí)，a＝0時(shí)，其中a＝1表示第1個(gè)半橋的上橋臂功率開關(guān)管16導(dǎo)通，a＝0表示第1個(gè)半橋的上橋臂功率開關(guān)管16關(guān)閉，表示第1個(gè)半橋的下橋臂功率開關(guān)管17導(dǎo)通，表示第1個(gè)半橋的下橋臂功率開關(guān)管17關(guān)閉。同理，在第二橋臂中b＝1時(shí)，b＝0時(shí)，其中b＝1表示第2個(gè)半橋的上橋臂功率開關(guān)管18導(dǎo)通，b＝0表示第2個(gè)半橋的上橋臂功率開關(guān)管18關(guān)閉，表示第2個(gè)半橋的下橋臂功率開關(guān)管19導(dǎo)通，表示第2個(gè)半橋的下橋臂功率開關(guān)管19關(guān)閉。在第三橋臂中c＝1時(shí)，c＝0時(shí)，其中c＝1表示第3個(gè)半橋的上橋臂功率開關(guān)管20導(dǎo)通，c＝0表示第3個(gè)半橋的上橋臂功率開關(guān)管20關(guān)閉，表示第3個(gè)半橋的下橋臂功率開關(guān)管21導(dǎo)通，表示第3個(gè)半橋的下橋臂功率開關(guān)管21關(guān)閉。

本發(fā)明的工作過程包含以下步驟：

(1)兩相混合式步進(jìn)電機(jī)15通過內(nèi)置的增量式光電編碼器14輸出實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)子位置θ到第四減法器1、park逆變換器7、微分裝置12和park變換器13；兩相混合式步進(jìn)電機(jī)15通過電阻采樣法輸出兩相靜止坐標(biāo)系下的電流ia和ib到park變換器13；

(2)人為設(shè)置參考位置θref，第四減法器1通過上位系統(tǒng)輸入?yún)⒖嘉恢忙萺ef，由此，第四減法器1根據(jù)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)子位置θ和參考位置θref計(jì)算后，得出位置偏差eθ，并將位置偏差eθ輸入位置環(huán)比例調(diào)節(jié)器2；位置環(huán)比例調(diào)節(jié)器2對(duì)位置偏差eθ進(jìn)行計(jì)算后，得出參考速度ωref，并將參考速度ωref輸入到第三減法器3；

(3)微分裝置12對(duì)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)子位置θ微分運(yùn)算后，得出實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)子速度ω，并將實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)子速度ω輸入第三減法器3；

(4)第三減法器3根據(jù)參考速度ωref和實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)子速度ω計(jì)算后，得出速度偏差eω，并將速度偏差eω輸入速度環(huán)pi調(diào)節(jié)器4；速度環(huán)pi調(diào)節(jié)器4對(duì)速度偏差eω進(jìn)行pi運(yùn)算后，得出q軸參考電流iqref，并將q軸參考電流iqref輸入第一減法器5；

(5)park變換器13根據(jù)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)子位置θ和兩相靜止坐標(biāo)系下的電流ia和ib計(jì)算后，得出q軸實(shí)際電流iq和d軸實(shí)際電流id，并將q軸實(shí)際電流iq輸入第一減法器5，d軸實(shí)際電流id輸入第二減法器10；

(6)第一減法器5根據(jù)q軸參考電流iqref和q軸實(shí)際電流iq計(jì)算后，得出q軸實(shí)際電流偏差eq，并將q軸實(shí)際電流偏差eq輸入電流環(huán)第一pi調(diào)節(jié)器6；電流環(huán)第一pi調(diào)節(jié)器6對(duì)q軸實(shí)際電流偏差eq進(jìn)行pi運(yùn)算后，得出q軸電壓uq，并將q軸電壓uq輸入park逆變換器7；

(7)人為設(shè)置d軸參考電流idref(idref＝0)，第二減法器10通過上位系統(tǒng)輸入d軸參考電流idref，由此，第二減法器10可以根據(jù)d軸實(shí)際電流id和d軸參考電流idref計(jì)算后，得出d軸實(shí)際電流偏差ed，并將d軸實(shí)際電流偏差ed輸入電流環(huán)第二pi調(diào)節(jié)器11；電流環(huán)第二pi調(diào)節(jié)器11對(duì)輸出d軸實(shí)際電流偏差ed進(jìn)行pi運(yùn)算后，得出d軸電壓ud，并將d軸電壓ud輸入park逆變換器7；

(8)park逆變換器7根據(jù)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)子位置θ、q軸電壓uq和d軸電壓ud計(jì)算后，得出α軸電壓uα和β軸電壓uβ，并將α軸電壓uα和β軸電壓uβ輸入空間電壓矢量svpwm控制模塊8；空間電壓矢量svpwm控制模塊8根據(jù)α軸電壓uα和β軸電壓uβ算得計(jì)出六路pwm波，并將六路pwm波輸入三相逆變器9，三相逆變器9控制兩相混合式步進(jìn)電機(jī)15運(yùn)行。

空間電壓矢量svpwm控制模塊8的實(shí)現(xiàn)方法：

空間電壓矢量svpwm控制模塊8根據(jù)第1半橋的上橋臂功率開關(guān)管16、第1半橋的下橋臂功率開關(guān)管17、第2半橋的上橋臂功率開關(guān)管18、第2半橋的下橋臂功率開關(guān)管19、第3半橋的上橋臂功率開關(guān)管20和第3個(gè)半橋的下橋臂功率開關(guān)管21六個(gè)功率開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷的不同組合，可以形成八種工作狀態(tài)，從而構(gòu)成了八個(gè)空間矢量(見表1)，其中包括六個(gè)非零矢量v1、v2、v3、v4、v5和v6及兩個(gè)零矢量v0和v7，六個(gè)非零矢量將整個(gè)矢量空間分成了第i扇區(qū)，第ii扇區(qū)，第iii扇區(qū)，第iv扇區(qū)，第v扇區(qū)和第vi扇區(qū)六個(gè)扇區(qū)。

表1基本電壓空間矢量

ua和ub是vs在α和β坐標(biāo)系上的電壓，vs是ua和ub用向量合成法合成的空間矢量。

由圖2，可以得到本發(fā)明設(shè)計(jì)的空間電壓矢量svpwm控制模塊8的三相svpwm的調(diào)制策略形成的基本矢量的空間分布圖，如圖3所示，表1中的六個(gè)非零矢量v1、v2、v3、v4、v5和v6及兩個(gè)零矢量v0和v7將整個(gè)矢量空間分成了六個(gè)扇區(qū)。

以參考電壓uref位于第i扇區(qū)時(shí)為例，可以通過第i扇區(qū)上相鄰的非零基本空間電壓矢量v1和v2在一定的作用時(shí)間上合成參考電壓uref。設(shè)參考電壓uref等效作用于相鄰的非零基本空間電壓矢量v1和v2上的時(shí)間為t1和t2，其中，ts為一個(gè)pwm周期。如圖3所示，由伏秒平衡有：

由于載波頻率很高，式(1)可以近似為式(2)：

v1t1+v2t2+v0t0＝urefts(2)

根據(jù)表1可知：

(j是指虛軸，t0是零矢量v0的作用時(shí)間，cosθ和sinθ是uref在i,j軸上的投影，從坐標(biāo)系上獲得。)

又：

ts＝t1+t2+t0(4)

將式(4)和式(3)代入到式(2)中可以得到：

t0＝ts-t1-t2(7)

其中：

uα＝|uref|cosθ(8)

uβ＝|uref|sinθ(9)

uα和uβ是uref在α和β坐標(biāo)系上的電壓，即為α軸電壓uα和β軸電壓uβ。

將式(8)和式(9)代入到式(5)和式(6)中得：

式(10)～式(12)就是當(dāng)uref在第i扇區(qū)時(shí)，等效作用于v1和v2上的時(shí)間t1和t2及等效作用于零矢量上的時(shí)間t0的計(jì)算表達(dá)式。

即當(dāng)參考矢量uref此時(shí)所處第i扇區(qū)時(shí)，參考矢量uref等效作用于相鄰的非零基本空間電壓矢量v1和v2的時(shí)間t1和t2分別為：

六路pwm波的每一路pwm波的周期都為ts，udc為接在三相逆變器9上的直流電壓，ts和udc是人為設(shè)定，圖3中為uref在β軸(非零基本空間電壓矢量v2和v5方向)上的分量；為uref在α軸(非零基本空間電壓矢量v1和v4方向)上的分量；

當(dāng)參考矢量uref此時(shí)所處第ii扇區(qū)時(shí)，參考矢量uref等效作用于相鄰的非零基本空間電壓矢量v2和v3的時(shí)間t2和t3分別為：

當(dāng)參考矢量uref此時(shí)所處第iii扇區(qū)時(shí)，參考矢量uref等效作用于相鄰的非零基本空間電壓矢量v3和v4的時(shí)間t3和t4分別為：

當(dāng)參考矢量uref此時(shí)所處第iv扇區(qū)時(shí)，參考矢量uref等效作用于相鄰的非零基本空間電壓矢量v4和v5的時(shí)間t4和t5分別為：

當(dāng)參考矢量uref此時(shí)所處第v扇區(qū)時(shí)，參考矢量uref等效作用于相鄰的非零基本空間電壓矢量v5和v6的時(shí)間t5和t6分別為：

當(dāng)參考矢量uref此時(shí)所處第vi扇區(qū)時(shí)，參考矢量uref等效作用于相鄰的非零基本空間電壓矢量v6和v1的時(shí)間t6和t1分別為：

為了簡(jiǎn)捷的判斷uref所在的扇區(qū)，設(shè)令同時(shí)，設(shè)存在一個(gè)參數(shù)n＝a+2b+4c，則可以計(jì)算出n的取值與扇區(qū)的關(guān)系如表2所示。

表2n的取值

所以根據(jù)以上推導(dǎo)，可以得出uref所在扇區(qū)上的等效作用于相鄰的非零基本空間電壓矢量的時(shí)間tx和ty與n的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表3所示。

表3等效作用時(shí)間與n的取值

在實(shí)際運(yùn)行中，本發(fā)明為了降低開關(guān)損耗，減小開關(guān)狀態(tài)的切換次數(shù)，將表3改成了表4。

表4實(shí)際tx與ty賦值表

根據(jù)上表的關(guān)系，可以計(jì)算出每個(gè)扇區(qū)產(chǎn)生的六路pwm波的占空比如下表所示：

空間電壓矢量svpwm控制模塊8通過t1、t2、t3、t4、t5和t6計(jì)算參考矢量uref位于不同扇區(qū)時(shí)六路pwm波的占空比，從而空間電壓矢量svpwm控制模塊8輸出相應(yīng)的六路pwm波到三相逆變器9，三相逆變器9控制兩相混合式步進(jìn)電機(jī)15運(yùn)行。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照簽署各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前處各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離發(fā)明各實(shí)施例方案的范圍。