[发明专利]用于纺机变频器的实时正弦值计算产生SPWM的方法

权利要求书

1. 一种用于纺机变频器的实时正弦值计算产生SPWM的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤(1)：依据所要输出的SPWM波的频率f_o,得到作为原始信号的正弦波的频率f_i ，f_i=f_o；            

步骤(2)：依据三角波的载波频率f_s，得到一个正弦波周期有n个采样点，n=f_s/f_i, 可以得到两个采样点之间的间隔角度Δθ，Δθ=360°/n；

步骤(3)：每计算完一个采样点，正弦波的输入角度θ每次都累加Δθ，0°≤θ<360°；

步骤(4)：计算所有整数角度γ=0°，1°，2°,……，90°时sin(γ)的Q15格式定点数表示值：int(32768·sin(γ))，其中int(·)表示取结果的整数部分，Q15格式的定点数32768等价于Q0格式的小数1.0；将它们保存到表格T[γ]中；

步骤(5)：获得输入角度为θ的Q15格式定点数表示值，其整数部分为   I_θ=int(θ),小数部分的Q15格式定点数表示为 f_θ=int(32768·(θ-I_θ));

步骤(6)：根据正弦函数性质sin(180°+θ)=-sin(θ),将大于180°的正弦计算转化为0°～180°范围内的正弦计算，即进行如下操作：

    ①若I_θ>180，令s=-1，I_θ=I_θ-180，f_θ不变；

        ②若I_θ≤180，令s=1，I_θ不变，f_θ不变；

步骤(7)：根据正弦函数性质sin(180°-θ)=sin(θ)，将大于90°小于180°的正弦计算进一步转化为0°～90°范围内的正弦计算进行，即进行如下操作：

    ①若I_θ>90，令I_θ=179-I_θ，f_θ=32768- f_θ；

    ②若I_θ≤90，则I_θ和f_θ均保持不变；

步骤(8)：根据上述转换后，根据角度θ的小数部分的Q0值，从表格T[γ]查找最近整数角度插值点I_θ：

    ①若Q0值的绝对值大于0.5°，即其对应的Q15格式定点数满足16384<f_θ<49152，则令I_θ=I_θ+1，并同时修改f_θ=65535- f_θ；

    ②若上述条件不满足，则I_θ和f_θ保持不变；

步骤(9)：查找整数角度正弦表T[γ]，令s_n=T(I_θ)，c_n= T(90°-I_θ)，s_n为通过查表得到的整数角度为I_θ的Q15格式正弦值，c_n为通过查表得到的整数角度为90°-I_θ的Q15格式正弦值；

步骤(10)：由泰勒展开，根据角度θ的小数部分的Q0值是否大于0，进行如下计算：

若Q0值大于0，即对应的Q15格式定点数满足f_θ≤32768，则令

                     dx=int(f_θ·π/180)

并计算

           A₁=s_n+int( c_n ·dx/32768)-int(s_n·dx·dx/2/32768/32768))；

若Q0值小于0，即对应的Q15格式定点数满足f_θ>32768，则令

            f_θ=f_θ-32768，dx=int(f_θ·π/180)

并计算

      A₂=s_n-int( c_n ·dx/32768)-int(s_n· dx·dx/2/32768/32768))；

步骤(11)：根据上述两种情况，获得定点计算下sin(θ)的结果：

                  sin(θ)₁=s·A₁/32768     或者

                  sin(θ)₂=s·A₂/32768；

步骤(12)： 用计算得到的正弦值形成正弦波和定时器生成的三角波，两个相调制，最终生成精度较高的SPWM波；

所述的Q15格式是将一个小数放大2¹⁵后，用放大后的整数来表示小数，Q0格式是表示未经处理的数。