单片机中SVPWM算法的实现
SVPWM的实现过程(附C代码)
SVPWM 算法的实现过程1、算法的输入与输出输入u s α、u s β 输出：三个比较寄存器的值CompA 、CompB 、CompC根据给定的二相静止坐标系中两个电压分量u s α、u s β，根据电压矢量所在的扇区选择相邻的两个的电压矢量，并计算相邻两个电压矢量的作用时间，按照7段式SVPWM 对CompA 、CompB 、CompC 进行赋值，算法的流程如下：2、扇区计算空间矢量调制的第一步是判断由u s α、u s β所决定的空间电压矢（U ref ）量所处的扇区。
假定合成的电压矢量落在第 I 扇区，可知其等价条件如下：0<arctan(u s β/u s α)<60 º 以上等价条件再结合矢量图几何关系分析，可以判断出合成电压矢量。
落在第N 扇区的充分必要条件,得出下表1-1：ref s β 3u s α-u s β 、− 3u s α-u s β 三式决定，因此令：1232222U U U U U U ββαβα⎧=⎪⎪⎪=-⎨⎪⎪=--⎪⎩再定义，若U 1>0 ，则 A=1，否则 A=0； 若U 2>0 ，则 B=1，否则 B=0；若U 3>0 ，则 C=1，否则 C=0。
可以看出 A ，B ，C 之间共有八种组合，但由判断扇区的公式可知 A ，B ，C 不会同时为 1 或同时为 0，所以实际的组合是六种，A ，B ，C 组合取不同的值对 应着不同的扇区，并且是一一对应的，因此完全可以由 A ，B ，C 的组合判断所在的扇区。
为区别六种状态，令 X=4*C+2*B+A ，则可以通过下表计算参考电压 矢量 U ref 所在的扇区。
表 1-2 X 值与扇区对应关系采用上述方法，只需经过简单的加减及逻辑运算即可确定所在的扇区，对于提高系统的响应速度和进行仿真都是很有意义的。
3、扇区相邻电压矢量的作用时间计算当电压矢量位于第一扇区时，欲用 U 4、U 6、U 0 及 U 7 合成，用平均值等效可得：4466ref S U T U T U T *=*+*因为 |U 4|=|U 6|=2U dc /3 ，所以可以得到各矢量的状态保持时间为： T 6=3T s U dc u s βT 4=Ts U dc(32u s α−32u s β)当电压矢量位于其他扇区时同理可算出相邻电压的作用时间： 第二扇区：T 6=T s U dc(32u s α+32u s β) T 2=T s U dc(−32u s α+32u s β) 第三扇区：T 2= 3T sUdcu s βT 3=−T s U dc(32u s α+32u s β) 第四扇区：T 1=−3T s U dcu s β T 3=T s U dc(−32u s α+32u s β)第五扇区：T1=−T sU dc (32u sα+32u sβ)T5=T sU dc(32u sα−32u sβ)第六扇区：T5=−3T sU dc u sβT4=T sU dc(32u sα+32u sβ)令x=3T sU dc u sβ，y=T sU dc(32u sα+32u sβ)，z=T sU dc(32u sα−32u sβ)，则在每个扇区相邻的两电压矢量的作用时间如下表所示：4、计算比较寄存器的值通过上面的计算，已经的到了电压矢量所在的扇区以及相邻电压矢量的作用时间，接下来的问题是如何根据上面的结果来计算寄存器的值，使得DSP的ePWM模块发出正确的脉冲信号控制三相电桥。
SVPWM的原理和法则推导和控制算法详细讲解
SVPWM的原理和法则推导和控制算法详细讲解SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）是一种三相不对称多电平PWM调制技术。
其原理是将三相电压转换为空间矢量信号，通过调制的方式控制逆变器输出电压，以实现对三相电机的控制。
下面将详细介绍SVPWM的原理、法则推导以及控制算法。
一、原理：SVPWM的原理在于将三相电压分解为两相，即垂直于矢量且相互垂直的两个分量，直流坐标分量和交流坐标分量。
其中，直流坐标分量用于产生直流电压，交流坐标分量用于产生交流电压。
通过对直流和交流坐标的调制，可以生成所需的输出电压。
二、法则推导：1.将三相电压写成直流坐标系下的矢量形式：V_dc = V_d - 0.5 * V_a - 0.5 * V_bV_ac = sqrt(3) * (0.5 * V_a - 0.5 * V_b)2. 空间矢量信号通过电源电压和载波进行调制来生成输出电压。
其中，电源电压表示为空间矢量V。
根据配比原则，V_dc和V_ac分别表示空间矢量V沿直流和交流坐标的分量。
V = V_dc + V_ac3.根据法则推导，导出SVPWM的输出电压：V_u = 1/3 * (2 * V_dc + V_ac)V_v = 1/3 * (-V_dc + V_ac)V_w = 1/3 * (-V_dc - V_ac)三、控制算法：1. 设定目标矢量Vs，将其转换为直流坐标系分量V_dc和交流坐标系分量V_ac。
2.计算空间矢量的模长：V_m = sqrt(V_dc^2 + V_ac^2)3.计算空间矢量与各相电压矢量之间的夹角θ：θ = arctan(V_ac / V_dc)4.计算换向周期T和换相周期T1：T=(2*π*N)/ω_eT1=T/6其中，N为极对数，ω_e为电机的角速度。
5.根据目标矢量和夹角θ，确定目标矢量对应的扇区。
6.根据目标矢量和目标矢量对应的扇区，计算SVPWM的换相角度β和占空比：β=(2*π*N*θ)/3D_u = (V_m * cos(β) / V_dc) + 0.5D_v = (V_m * cos(β - (2 * π / 3)) / V_dc) + 0.5D_w=1-D_u-D_v以上步骤即为SVPWM的控制算法。
SVPWM的实现过程
CompACompB CompC SVPWM 算法的实现过程1、算法的输入与输出 输入、输出：三个比较寄存器的值CompA 、CompB 、CompC根据给定的二相静止坐标系中两个电压分量、，根据电压矢量所在的扇区选择相邻的两个的电压矢量，并计算相邻两个电压矢量的作用时间，按照7段式SVPWM 对CompA 、CompB 、CompC 进行赋值，算法的流程如下：2、扇区计算空间矢量调制的第一步是判断由、所决定的空间电压矢（）量所处的扇区。
假定合成的电压矢量落在第 I 扇区，可知其等价条件如下：0<arctan(/)<60 º以上等价条件再结合矢量图几何关系分析，可以判断出合成电压矢量。
落在第N 扇区的充分必要条件,得出下表1-1： 扇区 落在此扇区的充要条件I ，>0 且Ⅱ ， 且 Ⅲ ， 且-Ⅳ ，且/Ⅴ 且 Ⅵ ，且/若进一步分析以上的条件，有可看出参考电压矢量所在的扇区完全由、计算电压矢量所在的扇区N选取电压矢量并计算相邻两个电压矢量作用的时间Tx 、Ty 采用7段式SVPWM 计算比较寄存器的值 N TxTy- 、- 三式决定，因此令：123322322U U U U U U U U ββαβα⎧=⎪⎪⎪=-⎨⎪⎪=--⎪⎩再定义，若U 1>0 ，则 A=1，否则 A=0； 若U 2>0 ，则 B=1，否则 B=0；若U 3>0 ，则 C=1，否则 C=0。
可以看出 A ，B ，C 之间共有八种组合，但由判断扇区的公式可知 A ，B ，C 不会同时为 1 或同时为 0，所以实际的组合是六种，A ，B ，C 组合取不同的值对 应着不同的扇区，并且是一一对应的，因此完全可以由 A ，B ，C 的组合判断所在的扇区。
为区别六种状态，令 X=4*C+2*B+A ，则可以通过下表计算参考电压 矢量 U ref 所在的扇区。
表 1-2 X 值与扇区对应关系 X 3 1 5 4 6 2 扇区号ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ采用上述方法，只需经过简单的加减及逻辑运算即可确定所在的扇区，对于提高系统的响应速度和进行仿真都是很有意义的。
SVPWM的原理与法则推导和控制算法详解
SVPWM的原理与法则推导和控制算法详解SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）是一种常用于电力电子系统中的调制技术，用于控制交流电机的转速和输出电压。
它通过在电机相电流中施加适当的电压向量来控制电机的输出。
SVPWM的原理基于矢量变换理论和电压空间矢量的概念。
在SVPWM中，通过合理地选择电机相电流的方向和幅值，可以实现各种输出电压波形。
具体来说，SVPWM通过将输入直流电压转化为三相交流电压，然后按照一定的时序开关三相电压源，最终实现对电机的控制。
对于输入直流电压Vin和电机的相电流ia，ib和ic，SVPWM的推导可以分为以下几个步骤：1.将三相电流转换为两相电流：α = ia - ib / √3β = (2*ic - ia - ib) / √6其中，α和β分别表示两个正交轴向的电流分量。
2.计算电机相电流的矢量和以及矢量角度：i=√(α^2+β^2)θ = arctan(β/α)其中，i表示电流的矢量和，θ表示电流矢量的角度。
3.通过计算矢量角度来确定电压空间矢量的方向：根据电流矢量角度的范围，将电流矢量所在的区域划分为6个扇区（S1-S6），每个扇区对应一个电压空间矢量的方向。
4.计算电压空间矢量的幅值：根据电流矢量的大小，计算得出在相应扇区内的电压空间矢量的幅值。
5.根据电压空间矢量的方向和幅值，计算各相电压的占空比：根据电压空间矢量的方向和幅值，可以得出控制电机的各相电压的占空比。
1.读取电机的输入参数，包括电流、速度和位置信号。
2.根据输入参数计算出电机相电流的矢量和和矢量角度。
3.根据矢量角度确定电压空间矢量的方向。
4.根据矢量角度和矢量幅值计算电压空间矢量的幅值。
5.根据电压空间矢量的方向和幅值，计算出各相电压的占空比。
6.将占空比参考信号与电机的PWM生成模块相结合，通过逆变器将控制信号转化为交流电压，并驱动电机运行。
7.循环执行以上步骤，并实时调整占空比，以实现对电机速度和输出电压的精确控制。
svpwm代码算法加注释
svpwm代码算法加注释SVPWM (Space Vector Pulse Width Modulation) 是一种常用于电机控制的PWM方法。
以下是一个简单的SVPWM算法的Python实现，并附有注释：```pythonimport numpy as np定义扇区数目N = 3定义与扇区数目对应的角度Sector_angle = ([0, 60, 120, 180, 240, 300])定义一个周期内的脉冲时间数组T1 = (N)T2 = (N)T0 = (N)SVPWM算法def svpwm(Vd, Vq):global N, Sector_angle计算矢量在dq轴上的分量并归一化d = Vd / (Vd2 + Vq2)q = Vq / (Vd2 + Vq2)计算当前矢量所在的扇区sector = (60 q) + 1计算当前矢量在扇区内的偏移角度theta = (60 q - Sector_angle[sector - 1]) % 60根据偏移角度计算T1和T2的长度T1[sector - 1] = d (theta) + q (theta)T2[sector - 1] = d (theta) - q (theta)T0的长度由剩下的时间决定，一个周期为1T0[sector - 1] = 1 - T1[sector - 1] - T2[sector - 1]返回T1, T2和T0的时间数组return T1, T2, T0```这个代码首先定义了扇区的数量（N=3）和每个扇区的角度。
然后，它定义了在一个PWM周期内，T1、T2和T0的初始长度都为0。
最后，`svpwm`函数接收两个输入：Vd和Vq，分别表示在d轴和q轴上的电压分量。
函数首先计算这两个分量的归一化长度，然后确定当前的扇区和偏移角度。
根据这些信息，函数计算出T1和T2的长度，然后计算出T0的长度（在一个PWM周期内剩下的时间）。
SVPWM控制算法详解
SVPWM控制算法详解SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）是一种基于空间矢量的脉宽调制技术，适用于三相交流电机的控制。
通过调节电机的电压矢量，SVPWM可以实现精确的电机控制。
下面将详细介绍SVPWM控制算法的原理与实现。
SVPWM算法的原理是通过合理的控制电机的电压矢量，使得电机的转矩和速度可以按照设定值精确控制。
SVPWM根据当前电机的运行状态，选择合适的电压矢量进行控制，并且在控制周期内根据设定值不断调整电压矢量的大小和方向。
在空间矢量分解中，SVPWM将三相交流电源的电流分解为两个矢量：直流分量和交流分量。
直流分量表示电流的平均值，而交流分量表示电流的波动部分。
通过对直流分量和交流分量进行分解，SVPWM可以确定电流矢量的大小和方向。
在电压矢量计算中，SVPWM根据电机的状态和设定值，选择合适的电压矢量。
电压矢量有6种组合方式，分别表示正向和反向的60度和120度的电压矢量。
通过选择合适的电压矢量，SVPWM可以确定电机的电压大小和方向。
在脉宽调制中，SVPWM根据电压矢量的大小和方向，通过调节脉冲宽度比例控制电机的输出电压。
脉冲宽度比例是控制电机输出电压关键的参数，通过合理的调整脉冲宽度比例，SVPWM可以实现精确的电机控制。
以三相交流电机为例，SVPWM控制算法可以实现精确的电机转矩和速度控制。
通过选择合适的电压矢量，SVPWM可以实现电机的正反转和转速调节。
同时，SVPWM算法还可以提高电机的效率和性能。
总结起来，SVPWM控制算法是一种基于空间矢量的脉宽调制技术，通过控制电机的电压矢量，实现精确的电机控制。
SVPWM算法通过空间矢量分解、电压矢量计算和脉宽调制等步骤，确定电机的电压大小和方向。
通过合理的控制策略和数学运算，SVPWM可以实现精确的电机转矩和速度控制。
SVPWM的原理及法则推导和控制算法详解
SVPWM的原理及法则推导和控制算法详解SVPWM全称为Space Vector Pulse Width Modulation，是一种用于交流电驱动的脉宽调制技术。
它通过对电压波形进行合适的调制，实现对交流电驱动变频器输出电压的精确控制。
以下是SVPWM的原理及法则推导和控制算法的详解。
1.原始正弦信号：首先，将三相交流电压信号转化为矢量信号表示。
当输入的三相正弦信号为：$$v_a=v_m\sin(\Omega t)$$$$v_b=v_m\sin(\Omega t - \frac{2\pi}{3})$$$$v_c=v_m\sin(\Omega t + \frac{2\pi}{3})$$其中，$v_m$为幅值，$\Omega$为频率，t为时间。
2.空间矢量表示：将交流信号的三相信号进行矩阵变换，转化为空间矢量表示，例如：$$V_s=\frac{2}{3}\begin{pmatrix} 1 & -\frac{1}{2} & -\frac{1}{2}\\ 0 & \sqrt{3}/2 & -\sqrt{3}/2\end{pmatrix}\begin{pmatrix} v_a\\ v_b\\ v_c \end{pmatrix}$$其中，$V_s$表示空间矢量表示。
3.空间矢量模量：空间矢量模量的大小表示输出电压的幅值，可以通过以下公式计算：$$V=\sqrt{V_s^2}=\sqrt{V_a^2 + V_b^2 + V_c^2}$$4.空间矢量相位：空间矢量相位表示输出电压的相位位置，可以通过以下公式计算：$$\theta=\tan^{-1}(\frac{V_b}{V_a})$$5.确定电压矢量分量：根据设定的输出电压幅值和相位，可以计算出两个主要输出电压分量$V_d$和$V_q$，分别代表感应电机电流的直流成分和交流成分。
6.电压矢量分解：通过将输出电压分解为两个主要分量$V_d$和$V_q$，可以表示为：$$V_d=V_s\cos(\theta - \gamma)$$$$V_q=V_s\sin(\theta - \gamma)$$其中，$V_s$为空间矢量模量，$\theta$为空间矢量相位，$\gamma$为极坐标相角，用来调整电压波形的对称性。
SVPWM算法原理及详解
SVPWM算法原理及详解SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation)是一种用于交流电机驱动的高级PWM调制技术。
该技术可以有效地提高三相交流电机的转速控制精度，并降低谐波含量，从而实现高效能的电机驱动控制。
SVPWM基于矢量控制的思想，在空间矢量和时域之间建立起一个映射关系，从而决定三相电压的高低电平。
在SVPWM中，将输入电压看做一个旋转矢量，通过改变矢量的方向和幅值，来实现对电机的控制。
具体来说，SVPWM将电压空间矢量分解为两个分量：直流分量和交流分量，并通过控制这两个分量的比例和相位差来实现对电机的控制。
SVPWM的核心思想是将输入电压矢量按照一个特定的频率进行旋转，并根据电机当前的电角度来确定矢量的方向和幅值。
在SVPWM中，输入电压矢量可以分解为六个基本矢量，分别为0度、60度、120度、180度、240度和300度。
这六个基本矢量可以通过变换和组合得到任意方向和幅值的矢量，从而实现对电机的控制。
在SVPWM中，通过改变两个交流分量的比例和相位差来实现对电机的控制。
具体来说，将输入电压矢量分解为一个垂直于交流分量的直流分量和一个平行于交流分量的交流分量。
交流分量决定了电机的转速，而直流分量则决定了电机的转矩。
通过控制这两个分量的比例和相位差，可以实现对电机驱动的精确控制。
SVPWM的优点是具有较好的动态响应性能和高调制精度。
通过调整矢量的方向和幅值，SVPWM可以实现对电机的精确控制，并且可以在不同速度下保持较低的谐波含量。
此外，SVPWM还可以提高电机的功率因数，降低电机的损耗和噪音。
然而，SVPWM也存在一些限制。
首先，SVPWM需要较为复杂的运算，因此对控制器的计算能力要求较高。
其次，SVPWM对电机的参数误差和非线性影响较为敏感，需要进行较多的校正和补偿。
总结来说，SVPWM是一种基于矢量控制思想的高级PWM调制技术，通过改变矢量的方向和幅值来实现对电机的控制。
SVPWM算法范文
SVPWM算法范文空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation, SVPWM)是一种在交流电驱动器中广泛应用的电力电子控制策略。
它通过合理控制电压矢量的比例和相位，实现对电机的精确控制。
在本文中，将详细介绍SVPWM算法的原理和实现。
SVPWM算法的基本原理是将三相电压转换为空间向量表示，然后通过调整矢量的幅值和相位，实现对电机的控制。
空间向量可以表示为两个正弦波和一个直流节点的组合。
在SVPWM算法中，通过调整这两个正弦波的幅值和相位，可以实现对电机转速和转向的控制。
在SVPWM算法中，首先需要计算电压矢量的幅值和相位。
幅值表示矢量的长度，而相位表示矢量与参考轴之间的夹角。
根据所需的电机控制策略，可以选择合适的矢量幅值和相位。
接下来，需要将计算得到的矢量幅值和相位转换为PWM波形信号。
具体来说，可以通过将矢量幅值和相位分解为两个正弦波和一个直流节点的组合，然后将这些信号与基本频率的三角波进行比较，以获得PWM输出信号。
在SVPWM算法中，通常会使用两个正弦波和一个直流节点来构建电压矢量。
正弦波可以通过正弦函数进行生成，直流节点通常设置为零。
然后，通过比较计算得到的矢量信号和基本频率的三角波，可以获得PWM波形信号。
具体而言，可以通过比较矢量信号的幅值和三角波的幅值，以及矢量信号和三角波之间的相位差，来确定PWM信号的开关状态。
根据这些比较结果，可以控制逆变器的开关管的通断情况，从而控制电机的运行状态。
需要注意的是，在SVPWM算法中，通常会采用两个三角波进行比较，其中一个三角波的频率是基本频率的两倍。
这样做的目的是提高PWM波形的分辨率，从而提高电机的控制精度。
最后，可以根据实际情况对SVPWM算法进行优化。
例如，可以调整矢量幅值和相位的计算方法，以获得更好的控制效果。
此外，还可以考虑使用空间矢量图和查找表等技术来加快SVPWM算法的计算速度。
综上所述，SVPWM算法是一种在电力电子控制中常用的调制策略，可以实现对电机的精确控制。
SVPWM算法原理及详解 - qlexcel的专栏 - CSDN博客
1.概述SVPWM是近年发展的一种比较新颖的控制方法，是由三相功率逆变器的六个功率开关元件组成的特定开关模式产生的脉宽调制波，能够使输出电流波形尽可能接近于理想的正弦波形。
空间电压矢量PWM与传统的正弦PWM不同，它是从三相输出电压的整体效果出发，着眼于如何使电机获得理想圆形磁链轨迹。
SVPWM技术与SPWM相比较，绕组电流波形的谐波成分小，使得电机转矩脉动降低，旋转磁场更逼近圆形，而且使直流母线电压的利用率有了很大提高，且更易于实现数字化。
2.SVPWM基本原理SVPWM 的理论基础是平均值等效原理，即在一个开关周期内通过对基本电压矢量加以组合，使其平均值与给定电压矢量相等。
在上图的逆变电路中，设直流母线上的电压为U dc，逆变器输出的三相相电压为U A、U B、U C，其分别施加在空间上互差120度的平面坐标系上，定义这三个电压空间矢量为U A(t)、U B(t)、U C(t)，他们方向始终在各自的轴线上，而大小随时间按正弦规律变化，时间相位上互差120度。
假设Um为相电压的有效值，f为电源频率，则有：[MISSING IMAGE: , ]可见U(t)是一个旋转的空间矢量，它的幅值不变，为相电压峰值，且以角频率ω= 2πf按逆时针方向匀速旋转的空间矢量。
而SVPWM算法的目的就是使用三相桥的开关状态把在空间中旋转的U(t)矢量表示出来。
由于逆变器三相桥臂共有6个开关管，为了研究各相上下桥臂不同开关组合时逆变器输出的空间电压矢量，特定义开关函数S x(x=a、b、c) 为：(S a、S b、S c)的全部可能组合共有八个，包括 6个非零矢量U l(001)、U2(010)、U3(011)、U4(100)、U5(101)、U6(110)、和两个零矢量 U0(000)、U7(111)，下面以其中一种开关组合为例分析，假设Sx(x=a、b、c)=(100)，此时等效电路如图：因此相电压可以表示为：（相电压是每相相对于电机中间连接点的电压）同理可得，其他开关状态三相的相电压。
svpwm工作原理
svpwm工作原理SVPWM工作原理SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）是一种高效的电力电子变换技术，广泛应用于交流驱动器和直流驱动器中。
它可以通过控制逆变器的输出来实现对电机的精确控制，从而提高系统的效率和性能。
1. 基本概念在了解SVPWM工作原理之前，需要先了解一些基本概念。
首先是空间向量。
空间向量是由两个正弦波形成的矢量，表示三相交流信号的相对位置和幅值。
其次是矢量图。
矢量图是用于表示空间向量之间关系的图形。
2. SVPWM原理SVPWM实际上是一种PWM技术，与传统PWM技术不同之处在于它采用了矢量控制方法，可以更加精确地控制逆变器输出电压和频率。
首先，在SVPWM中需要将三相交流信号转换为直流信号。
这可以通过使用三个单相桥式整流器来实现。
接下来，在逆变器端口添加一个低通滤波器，以去除高频噪声。
然后，在每个PWM周期内，根据所需输出电压和频率计算出对应的空间向量，并将其转换为三相交流信号。
这可以通过使用矢量图来实现，其中每个空间向量都表示为三个正弦波的线性组合。
最后，根据所需输出电压和频率，在每个PWM周期内计算出占空比，并将其应用于逆变器的开关管。
这可以通过使用SVPWM算法来实现，该算法将所需输出电压和频率映射到一个六边形空间向量图中，并计算出每个开关管的占空比。
3. SVPWM优点相对于传统PWM技术，SVPWM具有以下优点：（1）精度更高：SVPWM采用矢量控制方法，可以更加精确地控制逆变器输出电压和频率。
（2）效率更高：SVPWM可以减少逆变器开关管的损耗，从而提高系统效率。
（3）噪声更小：SVPWM可以减少逆变器输出的高频噪声，从而降低系统噪声水平。
4. SVPWM应用SVPWM广泛应用于各种交流驱动器和直流驱动器中。
例如，在交流驱动器中，它可以用于控制三相异步电机的速度和位置；在直流驱动器中，它可以用于控制直流电机的速度和位置。
简述svpwm的工作原理
简述svpwm的工作原理SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）是一种常用的电力电子调制技术，广泛应用于交流电机驱动系统中。
它通过调整电机输入电压的脉冲宽度和频率，实现对交流电机的精确控制。
SVPWM 的工作原理基于空间矢量的概念，能够提供更高的功率转换效率和更低的谐波失真。
SVPWM的工作原理可以分为两个步骤：空间矢量生成和脉冲宽度调制。
空间矢量生成。
SVPWM将交流电压表示为空间矢量图中的一个矢量。
这个矢量由两个独立的矢量组成，分别代表两相交流电压的大小和相位差。
通过调整这两个矢量，可以得到不同的电机控制效果。
在空间矢量图中，有六个基本矢量，它们分别代表了六个不同的电机控制状态。
通过合理地组合这些基本矢量，可以得到所需的电机控制效果。
脉冲宽度调制。
在SVPWM中，脉冲宽度调制是通过调整电机输入电压的脉冲宽度和频率来实现的。
在每个控制周期内，根据所需的电机输出电压矢量，在空间矢量图中选择一个最接近的矢量。
然后，根据所选矢量的方向和大小，计算出三相电压波形的占空比。
最后，将这些占空比应用于PWM波形发生器，生成相应的PWM信号，并驱动功率开关器件。
SVPWM的工作原理可以通过以下步骤简述：第一步，确定所需的电机输出电压矢量。
根据电机的控制需求和工作状态，选择一个合适的输出电压矢量。
第二步，计算所选输出电压矢量的占空比。
根据所选输出电压矢量的方向和大小，计算出三相电压波形的占空比。
具体计算方法可以通过空间矢量图和相关的数学模型来实现。
第三步，应用占空比到PWM波形发生器。
将计算得到的占空比应用于PWM波形发生器，生成相应的PWM信号。
PWM波形发生器可以通过硬件电路或者数字信号处理器来实现。
第四步，驱动功率开关器件。
根据PWM信号的状态，控制功率开关器件的开关状态。
通过合理地控制功率开关器件的开关状态，可以实现对交流电机输入电压的精确控制。
通过以上步骤，SVPWM可以实现对交流电机的高效控制。
SVPWM详解及实现代码
SVPWM控制算法及代码实现本文针对SVPWM控制算法实现过程进行详细推导，已及对最终PWM模块输出进行完整图解，并根据SVPWM实行过程附带对应源代码，以便深入理解分析SVPWM算法。
SVPWM技术目的：通过基本空间矢量对应的开关状态组合，得到一个给定的参考电压矢量U ref。
电压矢量以ω=2πf角速度旋转，旋转一周时间T= 1/f；若载波频率为f s,则频率比n = f s/f。
如此将一个周期切割为n个小增量，则每个增量角度为∆θ = 2π/n = 2πf/f s = 2πT s/T。
1.基本矢量推导以扇区Ⅰ为例，如图1-1，将U4、U6及零矢量（U0和U7）合成U ref，其中U4和U6分别作用时间为T4和T6，零矢量作用时间为T0，于是有：T s=T4+T6+T0(1-1)U ref T s=U4T4+U6T6(1-2)图1-1 扇区Ⅰ的电压矢量合成与分解图图1-2 电压矢量图在α/β参考坐标系中，令U ref和U4的夹角为θ，则可以得到：Uα=T4T s |U4|+T6T s|U6|cosπ3(1-3)Uβ=T6T s |U6|sinπ3(1-4)由于|U4| = |U6| = 2Udc/3，从而计算出T4和T6，如下T4=√3T sU dc (√32Uα−12Uβ)(1-5)T6=√3T sU dcUβ(1-6)则零矢量电压所分配时间为（7段式）：T0=T7=(T s−T4−T6)/2(1-7)同理，可计算出其它扇区矢量作用时间如表1-1所示：表1-12.扇区判断通过上述对扇区矢量时间的推导可知实现SVPWM调制的实时信号，但实现SVPWM调制的首要条件是知道参考电压U ref所在的区间位置，才能利用所在扇区的相邻两电压矢量和适当的零矢量来合成参考电压矢量。
因此，空间矢量调制的第一步则是通过已知的参量来判断空间电压矢量所处的扇区。
由于计算扇区矢量作用时间使用到Uα和Uβ，且Uα和Uβ可由Clarke变换轻易获取，通过此参量不仅可以判断空间电压矢量所处扇区，还可以获得扇区矢量作用时间。
SVPWM的原理及法则推导和控制算法详解第四修改版
SVPWM的原理及法则推导和控制算法详解第四修改版SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）是一种现代化的PWM调制技术，其原理是将三相交流电压转换成一个大小和方向可调的矢量，在控制器中通过调节矢量的大小和方向来控制输出电压的大小和频率。
SVPWM的原理基于矢量空间理论，其中每个矢量代表了一种输出电压组合。
SVPWM法则推导的第一步是通过将三相电压转换成两个正交的矢量，其中一个矢量分量与输出电流的矢量分量相同，即使得输出电流分量为零。
由于正交矢量的数学性质，这种组合能够实现最大的有效值和最小的失真。
第二步是在矢量空间中生成合适的矢量序列，通过调节矢量序列的占空比和相位来控制输出电压的大小和频率。
SVPWM的控制算法主要包括三个步骤：矢量选择、矢量合成和PWM波形生成。
矢量选择即根据所需的输出电压大小和频率，选择合适的矢量组合。
矢量合成即根据矢量选择的结果，计算出每个矢量对应的占空比和相位。
PWM波形生成即根据占空比和相位，生成相应的PWM波形进行输出。
在SVPWM中，矢量选择的原则是根据输出电压的大小和频率要求，在矢量空间中选择与目标电压最接近的矢量组合。
矢量合成的法则推导过程是根据矢量组合的占空比和相位关系，通过求解矢量的相位和相位间隙，以及矢量的有效值，得到矢量合成的相关参数。
PWM波形生成的原理是根据矢量合成的结果，生成相应的占空比和相位，并通过调节PWM的控制频率来实现输出电压的大小和频率控制。
总结起来，SVPWM是一种基于矢量空间理论的现代PWM调制技术。
通过选择合适的矢量组合，并将其转换成占空比和相位，可以实现对输出电压大小和频率的精确控制。
SVPWM的控制算法包括矢量选择、矢量合成和PWM波形生成三个步骤，通过这些步骤的操作，可以实现对输出电压的高效控制。
SVPWM原理及其实现
SVPWM原理及其实现SVPWM，全称为Space Vector Pulse Width Modulation，是一种基于矢量控制理论的调制技术，用于控制交流电机（如三相电机）的输出电压和频率，从而达到控制电机转速和转矩的目的。
SVPWM通过在特定时间间隔内将电源电压分解为两个方向的正弦波，再通过对这两个正弦波的比例进行调制，实现对输出电压的控制。
SVPWM的原理可以分为三个步骤：矢量变换、坐标转换和调制。
首先，在矢量变换阶段，输入的三相电压信号被转换成一个旋转矢量，该矢量代表了电机的输出电流。
然后，在坐标转换阶段，通过空间矢量的变换，将输入的三相电压信号变换为直角坐标系中的两个轴上的正弦波信号，即d轴和q轴信号。
最后，在调制阶段，根据需要的输出电压的大小和频率，通过对d轴和q轴信号进行比例调制，生成控制信号，并通过电源逆变器输出到电机。
实现SVPWM的关键是计算和调制过程。
在矢量变换阶段，需要将三相电压信号转换为一个旋转矢量。
常用的方法是使用三角函数和变换矩阵进行计算。
在坐标转换阶段，需要借助Park变换和Clarke变换将三相电压信号转换为直角坐标系中的d轴和q轴信号。
Park变换通过将电压信号旋转到电机旋转坐标系中，再通过Clarke变换将旋转坐标系下的信号转换为直角坐标系中的信号。
在调制阶段，需要根据所需的输出电压大小和频率，计算出d轴和q轴信号的调制比例，再通过PWM调制技术生成最终的控制信号。
为了实现SVPWM技术，通常使用数字信号处理器（DSP）或者FPGA等硬件平台进行计算和控制。
首先，通过AD转换将输入的三相电压信号转换为数字信号，然后使用上述的计算方法进行矢量变换、坐标转换和调制，得到最终的控制信号。
最后，通过PWM模块将控制信号转换为电源逆变器的控制信号，从而控制输出电压和频率。
SVPWM技术的优点是能够实现高效的电机控制和输出电压质量，具有较低的谐波失真和较高的输出功率因数。
SVPWM算法详解(已标注重点)
3 SVPWM的原理及实现方法随着电压型逆变器在高性能电力电子装置（如交流传动、不间断电源和有源滤波器）中的广泛应用，PWM控制技术作为这些系统的公用技术，引起人们的高度重视，并得到越来越深入的研究。
本章首先推导出SVPWM的理论依据，然后给出5段式和7段式SVPWM的具体实现方法。
3.1 SVPWM的基本原理空间矢量PWM从电机的角度出发，着眼于如何使电机获得幅值恒定的圆形旋转磁场，即磁通正弦。
它以三相对称正弦波电压供电时交流电机的理想磁通圆为基准，用逆变器不同的开关模式所产生的实际磁通去逼近基准圆磁通，并由它们比较的结果决定逆变器的开关状态，形成PWM波形。
由于该控制方法把逆变器和电机看成一个整体来处理，所得的模型简单，便于微处理器实时控制，并具有转矩脉动小、噪声低、电压利用率高的优点，因此目前无论在开环调速系统或闭环调速系统中均得到广泛的应用[2]。
设交流电机由理想三相对称正弦电压供电，有[2][14]cos2cos34cos3ssAsB ssCstuu tutωωπωπ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎡⎤⎢⎥⎛⎫⎢⎥=-⎢⎥⎪⎢⎥⎝⎭⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎛⎫-⎢⎥⎪⎝⎭⎣⎦（3.1）其中，LU为电源线电压的有效值；LUsω电源电压的角频率，2s sfωπ=。
由于三相异步电动机的定子绕组空间上呈互差1200分布，定义电压空间矢量为2433()j jS sA sB sCU k U U e U eππ=++（3.2）其中，SU为电压空间矢量，考虑到不同的变换，k可以取不同的值，如功率不变，电压电流幅值不变等[15~18]。
所采用交流电机的定子坐标系如图3.1所示。
图3.1 交流电动机定子坐标系为了使合成空间矢量在静止三相坐标轴上的投影和分矢量相等，将k 值取为23，（这也是Park 变化所采用的系数）。
所以电压空间矢量可以表示为24332()3j j S sA sB sC U U U e U e ππ=++ （3.3）将（3.1）式中的值代入式（3.3）可得理想供电电压下的电压空间矢量23()32j t j t S m m U U e U e ωω--==（3.4）其中，m U =； 可见理想情况下，电压空间矢量为幅值不变的圆形旋转矢量。
用单片机实现SVPWM合成
来源:凌阳单片机推广中心作者:牟联树用单片机实现SVPWM合成前言随着计算机技术和电力电子技术的发展,变频驱动技术凭借其优异的性能,在当今交流调速领域的应用越来越广。
变频驱动主要使用的驱动波形主要有SPWM和SVPWM两种。
SPWM原理简单、实现容易,是现在使用最广的一种变频驱动波形。
但其有一个致命的弱点是其电源利用率不高（只有86%）、谐波成分大。
因此,在新近开发的产品中其应用逐渐被性能优异的SVPWM所取代。
SVPWM是一种电压利用率、低谐波成分的变频驱动波形,还有开关次数少、功率管功耗小等特点。
同时,SVPWM还能很好的结合矢量控制算法、以最大限度的发挥设备的性能。
因此被越来越多的变频设备所采用。
芯片简介SPMC75系列MCU是凌阳科技公司设计开发的高性能16位通用MCU,具有很强的抗干扰能力、丰富易用的资源以及优良的结构,特别是增强的定时计数器和PWM输出功能。
SPMC75系列MCU使用凌阳u’nSP内核,u’nSP内核是一种高效的16位CISC内核。
支持乘法、乘法累加、32/16位除法、FIR等高性能运算;支持两种中断模式。
可以方便的产生SPWM波、空间电压向量PWM（SVPWM）等各种电机驱动波形。
除了拥有高性能的CPU外,SPMC75系列MCU还集成了多种功能模块：多功能I/O口、同步和异步串行口、高性能ADC、普通的定时计数器、多功能的捕获比较模块、BLDC电机驱动专用位置侦测接口、两相增量编码器接口、能产生各种电机驱动波形的PWM发生器等。
同时,SPMC75系列单片机内部集成了32K Words 的Flash和2K Words的SRAM。
利用这些硬设支持,SPMC75系列单片机可以完成诸如家用电变频驱动、标准的工业变频驱动器、多环的伺服驱动系统等复杂应用。
SVPWM合成原理如图1-1所示的三相逆变桥中六个开关管有8种允许的开关组合,其中有6种有效的开关组合,称为非零基本空间电压矢量;有2种为无效开关状态,称为零空间电压矢量。
SVPWM原理及其实现
1、SVPWM 的定义交流电动机需要输入三相正弦电流的最终目的是在电动机空间形成圆形旋转磁场，从而产生恒定的电磁转矩。
把逆变器和交流电动机视为一体，以圆形旋转磁场为目的来控制逆变器的工作，这种控制方法称为“磁链跟踪控制”，磁链轨迹的控制是通过交替使用不同的电压空间矢量来实现的，所以又称为“电压空间矢量PWM （space vector PWM , SVPWM ）控制”矢量：既有大小又有方向的量。
一般来说，在物理学中称作矢量，在数学中称作向量。
2、空间矢量的定义：交流电动机绕组的电压、电流、磁链等物理量都是随时间变化的，如果考虑到他们所在绕组的空间位置，可以定义为空间矢量。
A 、B 、C 分别表示在空间静止的电动机定子三相绕组的轴线，它们在空间互差2pi/3，三相定子相电压AO u 、BO u 、CO u 分别加在三相绕组上，可以定义三个定子电压空间矢量AO U 、BO U 、CO U 。
三相合成矢量：γγ2j CO j BO AO CO BO AO s e ku e ku ku U U U U ++=++= 当定子相电压AO u 、BO u 、CO u 为三相平衡正弦电压时，三相合成矢量s U 是一个以电源角频率为角速度作恒速旋转的空间矢量，它的幅值是相电压幅值的倍，当某一相电压为最大值时，合成电压矢量s U 就落在该相的轴线上。
在三相平衡正弦电压供电时，若电动机转速已稳定，则定子电流和磁链的空间矢量s I 和s ψ的幅值恒定，以电源角频率为电气角速度在空间作恒速旋转。
3、电压与磁链空间矢量的关系当异步电动机的三相对称定子绕组由三相电压供电时，对每一相都可写出一个电压平衡方程式，求三相电压平衡方程式的矢量和，即得用合成空间矢量表示的定子电压方程式当电动机转速不是很低时，定子电阻压降所占的成分很小，可以忽略不计，则定子合成电压与合成磁链空间矢量的近似关系为 或 ⎰=dt u s s ψ当电动机由三相平衡正弦电压供电时，电动机定子磁链幅值恒定，其空间矢量以恒速旋转，磁链矢量顶端的运动轨迹呈圆形（简称磁链园）。
[20150123]SVPWM具体实现过程
![[20150123]SVPWM具体实现过程](https://img.taocdn.com/s3/m/dcacb11610a6f524ccbf8550.png)
SVPWM 实现过程SVPWM 的输入为一个旋转的电压矢量，设其幅值为ref U ，将它在二维垂直坐标系αβ上分解如下：cos()sin()ref ref u U u U αβθθ=⋅=⋅ 其中[)0,2θπ∈SVPWM 的输出是三相逆变桥上的各个MOS 管的占空比。
设三相逆变桥的输出端直流母线电压为DC U ，则/DC svpwm pwm ref U K T U =⋅，调整其中参数svpwm K ，几个得到不同幅值的输出，调整θ的角速度，即可得到不同频率的输出。
简单点可以理解为一个逆变器的工作原理。
1. 先计算下面三个等式的值11212221322u u u u u u u βαβαβ==-=--2. 将(1,2,3)u u u 分别与0比较3. 分别在6个分区上计算合成(,)u u αβ矢量的两个分量 以第一区为例：计算好所有分区的结果总结如下表：032312()/2pwm x y x yt t T T T t t T t t T ==--=+=+svpwm K 为一常系数，在Uref 归一化的情况下，其最大值可取值为PWM 周期大小。
4. 计算得到的A,B,C 三相占空比变化曲线大致如下：（12002000svpwm K Ts ==，）A,B,C 三相分别有两个MOS 管，这两个MOS 管的输出应该是互补的。
附件Matlab程序m文件：test_svpwm2.m参考文献：AN908 dsPIC30F实现交流感应电机的矢量控制.pdf ，Microchip Clarke变换中系数根号三分之二的推导.pdfSVPWM的原理及法则推导和控制算法详解.pdf空间矢量控制(SVPWM)原理.pdf。
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SVPWM 的实现
U 0(100)
U 60(110)
U 120(010)
U 180(011)
U 240(001)
300O 0(000)
O 1(111)
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5
6
由于电机定子三相电压是通过6个IGBT 开关管的开通与关断实现的，而6个开关管只有八种组合状态，分别为六种有效电压矢量U(100),U(110),U(010),U(011),U(001),U(101);两种零电压矢量U(000),U(111)。
SVPWM 调制方式即是利用两个有效电压矢量与零电压矢量的适当结合去实现某一空间位置的电压矢量。
具体的实现步骤可以分为以下几步：
➢ 通过计算判断出当前的电压矢量处于哪个区域（即分属与图中六个区域中的哪一个）； ➢ 计算两个有效电压矢量的作用时间； ➢ 推算出Ta,Tb,Tc ；
➢ 根据Ta,Tb,Tc 计算出计数器当中的数值，然后写入程序中。
1 电压空间矢量分属区域的判断方法：
U 180(011)
300
α
当0U β>时，只可能为①②③区域，具体的区域要通过
tan θ的值去判断 ① 区域：060θ︒<<︒对应0tan θ
<<
② 区域：60120θ︒<<︒对应tan θ>tan θ< ③ 区域：120180θ︒<<︒对应tan 0θ<<。
当0U β<时，只可能为④⑤⑥区域，具体的区域要通过tan θ的值去判断
④ 区域：180240θ︒<<︒
对应0tan θ<<
⑤ 区域：240300θ︒<<︒
对应tan θ>
或者tan θ< ⑥ 区域：300360θ︒<<︒
对应tan 0θ<<。
2 有效电压矢量作用时间的计算方法：
当判断出电压矢量分属的区域之后就可以知道该电压矢量是由哪两个有效的电压矢量合成的，从而计算出这两个电压矢量的作用时间。
以①区域的电压矢量为例。
U 180(011)
300α
已知6个空间电压矢量对应的时间为T 即PWM 的周期，所以要得到每个电压矢量的作用时间，只需要知道每个电压矢量的幅值的大小即可以计算出该
电压矢量的作用时间。
① 区域U 60(110)的长度为/sin60U β︒；U 0(100)的长度为cot 60U U αβ-︒。
所以可以得到10cot 60U U T T U αβ-︒=;20
/sin 60U T T U β︒
=。
同理可以得到其他5个区域的两个电压矢量的作用时间
② 区域U 60(110)
的长度为U βα+
；U 120(010)
U β
α-。
所以可以得到20T β=
；10
T β
=。
③ 区域U 120(010)的长度为/sin60U β︒；U 180(011)的长度为cot 60U U αβ--︒。
所以得到10/sin 60U T T U β︒=
;20
cot 60U U T T U αβ--︒
=。
④ 区域U 180(011)的长度为cot 60U U αβ-+︒; U 240(001)的长度/sin 60U β-︒。
所以得到20cot 60U U T T U αβ-+︒=;10
/sin60U T T U β-︒
=。
⑤ 区域U 240(001)
的长度为U βα-
-; U 300(101)
的长度为U β
α-。
所以得到10T β=
;20
T β
=。
⑥ 区域U 300(101)的长度为/sin 60U β-︒; U 0(100)的长度为cot 60U U αβ+︒。
所以得到20/sin 60U T T U β-︒=;10
cot 60U U T T U αβ+︒
=。
3 Ta,Tb,Tc 的推算
12
1
2
422aon bon aon con bon PWMPRD T T t T t t T t t --=
=+
=+
对应于6所属区间
1 2 3 4 5 6 Ta Taon Tbon Tcon Tcon Tbon Taon Tb Tbon Taon Taon Tbon Tcon Tcon Tc
Tcon
Tcon
Tbon
Taon
Taon
Tbon
4 计数器中数值的推算
设计数器中对应于PWMPRD 的值为N
附注：
dc dc =2倍的有效值。
基于等幅值变换的基本电压矢量（六边形边长）的幅值为：U 0= 2/3U dc ，则正弦调制的空间矢量内切圆半径为2
3dc U =
，即为相电压的峰峰值。