Compare commits
5 Commits
2703f7efda
...
master
| Author | SHA1 | Date | |
|---|---|---|---|
|
|
7286f33709 | ||
|
|
9b4ccd63b0 | ||
|
|
67be0b2304 | ||
|
|
9234b4508b | ||
|
|
1690cdcb93 |
@@ -177,7 +177,7 @@ void app_readInputs(const real_T* Buffer) {
|
||||
|
||||
MB_INTERNAL.param.angle.PID_Kp = ReadInputArray(2, 4) * 10000;
|
||||
MB_INTERNAL.param.angle.PID_Ki = ReadInputArray(2, 5) * 10000;
|
||||
/*MB_INTERNAL.param.angle.PID_Kd*/dbg_err_limit = ReadInputArray(2, 6);
|
||||
MB_INTERNAL.param.angle.PID_Kd = ReadInputArray(2, 6) * 10000;
|
||||
|
||||
MB_INTERNAL.param.angle.Angle_Max = ReadInputArray(2, 7)/180 * 65535;
|
||||
MB_INTERNAL.param.angle.Angle_Min = ReadInputArray(2, 8)/180 * 65535;
|
||||
|
||||
23
MATLAB/calc_pi.m
Normal file
23
MATLAB/calc_pi.m
Normal file
@@ -0,0 +1,23 @@
|
||||
clc, clear all
|
||||
%% Ввод данных
|
||||
Ku = 0.03; % Твой Ku
|
||||
Tu = 0.0847; % Твой Tu
|
||||
Ts = 0.0005; % Твой Ts
|
||||
|
||||
%% Расч
|
||||
Kp = 0.45 * Ku;
|
||||
Ti = 0.85 * Tu;
|
||||
Ki_abs = Kp / Ti; % Абсолютное Ki
|
||||
Ki_disc = Ki_abs * Ts; % Дискретное Ki (если программа делит на Ts)
|
||||
|
||||
%% Вывод
|
||||
fprintf('Kp = %.3f\n', Kp);
|
||||
fprintf('Ki абсолютное = %.3f\n', Ki_abs);
|
||||
fprintf('Ki дискретное = %.6f (если программа делит на Ts)\n', Ki_disc);
|
||||
|
||||
%% Рекомендация (с запасом)
|
||||
Kp_safe = Kp * 0.7;
|
||||
Ki_safe = Ki_abs * 0.7;
|
||||
fprintf('\nС запасом 30%%:\n');
|
||||
fprintf('Kp = %.3f\n', Kp_safe);
|
||||
fprintf('Ki = %.3f\n', Ki_safe);
|
||||
@@ -1,12 +1,14 @@
|
||||
clear all
|
||||
|
||||
IadcMax = 200;
|
||||
IadcMax = 200;%50;
|
||||
VadcMax = 1216;
|
||||
|
||||
Ts = 5e-6;
|
||||
Vnom = 400;
|
||||
Inom = 25;
|
||||
Inom = 30;%4.2;
|
||||
Fnom = 50;
|
||||
|
||||
Temperature1 = 2.22; % 20 градусов
|
||||
Temperature2 = 2.99; % 34 градусов
|
||||
Temperature2 = 2.99; % 34 градусов
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
Binary file not shown.
Submodule UPP/AllLibs/MyLibs updated: 1f7384c5ed...795ebbd220
@@ -27,6 +27,8 @@
|
||||
#define UPP_DISABLE_PROTECT_BOARDPOWER ///< Отключить проверки питания плат (+24, +5 В)
|
||||
#define UPP_DISABLE_PROTECT_LOSS_PHASE ///< Отключить проверки на потерянные фазы
|
||||
|
||||
#define ZC_DISABLE_HYSTERESIS_DEBOUNCE ///< Отключить гиситерезис и дребезг на определении перехода через ноль
|
||||
|
||||
/** //UPP_PARAMS_TEST
|
||||
* @}
|
||||
*/
|
||||
@@ -112,7 +114,7 @@
|
||||
|
||||
/* Параметри мониторинга сети */
|
||||
#define PM_RMS_WINDOW_PERIOD_US_DEFAULT 20000
|
||||
#define PM_RMS_EXT_TAU_US_DEFAULT 0.2
|
||||
#define PM_RMS_EXT_TAU_US_DEFAULT 0.02*3 // 3 периода 50 Гц
|
||||
|
||||
/* Параметры АЦП */
|
||||
#define ADC_U_MAX_V_DEFAULT 1216.0
|
||||
|
||||
@@ -7,35 +7,49 @@
|
||||
******************************************************************************/
|
||||
#include "adc_tools.h"
|
||||
|
||||
static void ADC_EnableAllFilters(ADC_Periodic_t *adc)
|
||||
{
|
||||
for(int i = 0; i < ADC_NUMB_OF_CHANNELS; i++)
|
||||
{
|
||||
Filter_Start(&adc->filter[i]);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
static void ADC_InitAllFilters(ADC_Periodic_t *adc)
|
||||
{
|
||||
// Filter_Init(&adc->filter[ADC_CHANNEL_UBA], coefs_biquad_U);
|
||||
// Filter_Init(&adc->filter[ADC_CHANNEL_UAC], coefs_biquad_U);
|
||||
// Filter_Init(&adc->filter[ADC_CHANNEL_IC], coefs_biquad_I);
|
||||
// Filter_Init(&adc->filter[ADC_CHANNEL_IA], coefs_biquad_I);
|
||||
// Filter_Init(&adc->filter[ADC_CHANNEL_TEMP1], coefs_biquad_T);
|
||||
// Filter_Init(&adc->filter[ADC_CHANNEL_TEMP2], coefs_biquad_T);
|
||||
|
||||
for(int i = 0; i < ADC_NUMB_OF_CHANNELS; i++)
|
||||
// FilterBandPassDerivative_Init(&adc->u_fltr[U_AB], (50.0f*PM_FAST_PERIOD_US/1000000), 0.1);
|
||||
// FilterBandPassDerivative_Init(&adc->u_fltr[U_CA], (50.0f*PM_FAST_PERIOD_US/1000000), 0.1);
|
||||
//
|
||||
// FilterMedianInt_Init(&adc->i_fltr[I_C], 5, 2048);
|
||||
// FilterMedianInt_Init(&adc->i_fltr[I_A], 5, 2048);
|
||||
//
|
||||
// FilterLUT_Init(&adc->temp_map[TEMP_1],
|
||||
// (float *)adc_temp_quants,
|
||||
// (float *)adc_temp_vals,
|
||||
// numbof(adc_temp_quants), 1);
|
||||
// FilterLUT_Init(&adc->temp_map[TEMP_2],
|
||||
// (float *)adc_temp_quants,
|
||||
// (float *)adc_temp_vals,
|
||||
// numbof(adc_temp_quants), 1);
|
||||
|
||||
// Инициализация фильтров
|
||||
for(int i = 0; i < 2; i++)
|
||||
{
|
||||
Filter_Init(&adc->filter[i], Filter_Initializator);
|
||||
FilterBandPassDerivative_Init(&adc->u_fltr[i], (50.0f*PM_FAST_PERIOD_US/1000000), 0.1);
|
||||
FilterMedianInt_Init(&adc->i_fltr[I_C], 5, 2048);
|
||||
FilterLUT_Init(&adc->temp_map[i],
|
||||
(float *)adc_temp_quants,
|
||||
(float *)adc_temp_vals,
|
||||
numbof(adc_temp_quants), 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Запуск фильтров
|
||||
for(int i = 0; i < 2; i++)
|
||||
{
|
||||
Filter_Start(&adc->u_fltr[i]);
|
||||
Filter_Start(&adc->i_fltr[i]);
|
||||
Filter_Start(&adc->temp_map[i]);
|
||||
}
|
||||
FilterLUT_Init(&adc->temp_map[0],
|
||||
(float *)adc_temp_quants,
|
||||
(float *)adc_temp_vals,
|
||||
numbof(adc_temp_quants), 1);
|
||||
FilterLUT_Init(&adc->temp_map[1],
|
||||
(float *)adc_temp_quants,
|
||||
(float *)adc_temp_vals,
|
||||
numbof(adc_temp_quants), 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
__STATIC_FORCEINLINE void ADC_FilterRaw(ADC_Periodic_t *adc, int ch_start, int ch_end)
|
||||
{
|
||||
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief Инициализация периодического АЦП.
|
||||
* @param adc Указатель на кастомный хендл АЦП
|
||||
@@ -110,17 +124,13 @@ HAL_StatusTypeDef ADC_Start(ADC_Periodic_t *adc, float PeriodUs)
|
||||
{
|
||||
return res;
|
||||
}
|
||||
// Запускаем АЦП который будет перекидывать данные в ADC_DMA_Buffer
|
||||
res = HAL_ADC_Start_DMA(adc->hadc, (uint32_t*)adc->RawData, 6); // Затем АЦП с DMA
|
||||
// Запускаем АЦП который будет перекидывать данные в DMA буфер RawData
|
||||
res = HAL_ADC_Start_DMA(adc->hadc, (uint32_t*)adc->RawData, 6);
|
||||
if(res != HAL_OK)
|
||||
{
|
||||
return res;
|
||||
}
|
||||
|
||||
ADC_EnableAllFilters(adc);
|
||||
Filter_Start(&adc->temp_map[0]);
|
||||
Filter_Start(&adc->temp_map[1]);
|
||||
|
||||
return res;
|
||||
}
|
||||
/**
|
||||
@@ -138,6 +148,39 @@ HAL_StatusTypeDef ADC_Stop(ADC_Periodic_t *adc)
|
||||
return HAL_TIM_Base_Stop(adc->htim);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief Обновление напряжений АЦП.
|
||||
* @return HAL Status.
|
||||
*/
|
||||
HAL_StatusTypeDef ADC_UpdateRegular(ADC_Periodic_t *adc)
|
||||
{
|
||||
if(assert_upp(adc))
|
||||
return HAL_ERROR;
|
||||
|
||||
ADC_Coefs_t *coefs = adc->Coefs;
|
||||
uint16_t *raw = adc->RawData;
|
||||
float *data = adc->Data;
|
||||
|
||||
// Фильтрация от импульсных шумов каналов токов (напряжения позже фильтруются полосовым фильтром)
|
||||
for(int i = 0; i < 2; i++)
|
||||
{
|
||||
int u_ind = ADC_U_CHANNELS_START + i;
|
||||
int i_ind = ADC_I_CHANNELS_START + i;
|
||||
// заменяем сырые данные на отфильтрованные данные
|
||||
raw[u_ind] = Filter_Process(&adc->u_fltr[i], raw[u_ind]);
|
||||
raw[i_ind] = Filter_Process(&adc->i_fltr[i], raw[i_ind]);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Перерасчеты Напряжений/Токов в единицы измерения
|
||||
for(int i = ADC_U_CHANNELS_START; i < ADC_NUMB_OF_REGULAR_CHANNELS; i++)
|
||||
{
|
||||
ADC_Coefs_t *coefs = &adc->Coefs[i];
|
||||
data[i] = ((float)(raw[i])-coefs->lZero) * coefs->vMax / (coefs->lMax-coefs->lZero);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
return HAL_OK;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
/**
|
||||
@@ -151,55 +194,12 @@ HAL_StatusTypeDef ADC_UpdateTemperatures(ADC_Periodic_t *adc)
|
||||
|
||||
float *data = adc->Data;
|
||||
uint16_t *raw = adc->RawData;
|
||||
|
||||
// Фильтрация от импульсных шумов для каналов напряжения/токов
|
||||
for(int i = ADC_TEMP_CHANNELS_START; i < ADC_NUMB_OF_CHANNELS; i++)
|
||||
{
|
||||
// заменяем сырые данные на отфильтрованные данные
|
||||
raw[i] = Filter_Process(&adc->filter[i], raw[i]);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
// Преобразования температуры по таблице
|
||||
for (int i = ADC_TEMP_CHANNELS_START; i < ADC_NUMB_OF_CHANNELS; i++)
|
||||
for (int i = ADC_TEMP_CHANNELS_START; i < ADC_TEMP_CHANNELS_END; i++)
|
||||
{
|
||||
data[i] = Filter_Process(&adc->temp_map[i-ADC_TEMP_CHANNELS_START], raw[i]);
|
||||
}
|
||||
return HAL_OK;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief Обработка АЦП.
|
||||
* @return HAL Status.
|
||||
* @note Вызывается в DMA2_Stream0_IRQHandler() для обработки напряжений/токов,
|
||||
которые пришли по DMA.
|
||||
*/
|
||||
HAL_StatusTypeDef ADC_Handle(ADC_Periodic_t *adc)
|
||||
{
|
||||
if(assert_upp(adc))
|
||||
return HAL_ERROR;
|
||||
|
||||
ADC_Coefs_t *coefs = adc->Coefs;
|
||||
uint16_t *raw = adc->RawData;
|
||||
float *data = adc->Data;
|
||||
|
||||
// Фильтрация от импульсных шумов для каналов напряжения/токов
|
||||
for(int i = 0; i < ADC_NUMB_OF_CHANNELS; i++)
|
||||
{
|
||||
// заменяем сырые данные на отфильтрованные данные
|
||||
raw[i] = Filter_Process(&adc->filter[i], raw[i]);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Перерасчеты Напряжений/Токов в единицы измерения
|
||||
for(int i = 0; i < ADC_NUMB_OF_REGULAR_CHANNELS; i++)
|
||||
{
|
||||
ADC_Coefs_t *coefs = &adc->Coefs[i];
|
||||
data[i] = ((float)(raw[i])-coefs->lZero) * coefs->vMax / (coefs->lMax-coefs->lZero);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
if(Filter_isDataReady(&adc->filter[0]))
|
||||
adc->f.DataReady = 1;
|
||||
|
||||
return HAL_OK;
|
||||
}
|
||||
|
||||
@@ -18,12 +18,19 @@
|
||||
#define ADC_CHANNEL_TEMP2 5
|
||||
|
||||
|
||||
#define ADC_NUMB_OF_CHANNELS 6
|
||||
#define ADC_NUMB_OF_U_CHANNELS 2
|
||||
#define ADC_NUMB_OF_I_CHANNELS 2
|
||||
#define ADC_NUMB_OF_T_CHANNELS 2
|
||||
#define ADC_NUMB_OF_CHANNELS 6
|
||||
#define ADC_NUMB_OF_U_CHANNELS 2
|
||||
#define ADC_NUMB_OF_I_CHANNELS 2
|
||||
#define ADC_NUMB_OF_T_CHANNELS 2
|
||||
#define ADC_NUMB_OF_REGULAR_CHANNELS (ADC_NUMB_OF_U_CHANNELS+ADC_NUMB_OF_I_CHANNELS)
|
||||
#define ADC_TEMP_CHANNELS_START ADC_NUMB_OF_REGULAR_CHANNELS
|
||||
|
||||
#define ADC_U_CHANNELS_START 0
|
||||
#define ADC_U_CHANNELS_END 1
|
||||
#define ADC_I_CHANNELS_START 2
|
||||
#define ADC_I_CHANNELS_END 3
|
||||
#define ADC_TEMP_CHANNELS_START 4
|
||||
#define ADC_TEMP_CHANNELS_END 5
|
||||
|
||||
|
||||
#define ADC_TEMPERATURES_QUANTS \
|
||||
{ 2188, 2197, 2206, 2216, 2226, 2236, 2247, 2259, 2271, 2283, \
|
||||
@@ -50,11 +57,7 @@
|
||||
|
||||
static const float adc_temp_vals[] = ADC_TEMPERATURES;
|
||||
static const float adc_temp_quants[] = ADC_TEMPERATURES_QUANTS;
|
||||
|
||||
#define Filter_t FilterMedianInt_t
|
||||
#define Filter_Init FilterMedianInt_Init
|
||||
#define Filter_Initializator 5, 2048
|
||||
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief Коэфициенты канала АЦП для пересчета в единицы измерения
|
||||
*/
|
||||
@@ -100,9 +103,9 @@ typedef struct
|
||||
uint16_t RawData[ADC_NUMB_OF_CHANNELS]; ///< Сырые значения АЦП
|
||||
ADC_Coefs_t Coefs[ADC_NUMB_OF_REGULAR_CHANNELS]; ///< Коэффициенты @ref ADC_Coefs_t для регулярных каналов (не температуры)
|
||||
|
||||
Filter_t filter[ADC_NUMB_OF_CHANNELS]; ///< Фильтр от шумов АЦП
|
||||
|
||||
FilterLUT_t temp_map[2]; ///< Коррекция нелинейности датчиков температуры
|
||||
FilterBandPassDerivative_t u_fltr[ADC_NUMB_OF_U_CHANNELS]; ///< Полосовой Фильтр Напряжений от шумов
|
||||
FilterMedianInt_t i_fltr[ADC_NUMB_OF_I_CHANNELS]; ///< Медианный Фильтр Токов от шумов
|
||||
FilterLUT_t temp_map[ADC_NUMB_OF_T_CHANNELS]; ///< Коррекция нелинейности датчиков температуры
|
||||
|
||||
float Data[ADC_NUMB_OF_CHANNELS]; ///< Пересчитанные значения АЦП (в Вольтах/Амперах)
|
||||
|
||||
@@ -128,6 +131,6 @@ HAL_StatusTypeDef ADC_Stop(ADC_Periodic_t *adc);
|
||||
/* Обновление температур АЦП. */
|
||||
HAL_StatusTypeDef ADC_UpdateTemperatures(ADC_Periodic_t *adc);
|
||||
/* Обработка АЦП после получения данных. */
|
||||
HAL_StatusTypeDef ADC_Handle(ADC_Periodic_t *adc);
|
||||
HAL_StatusTypeDef ADC_UpdateRegular(ADC_Periodic_t *adc);
|
||||
|
||||
#endif //_ADC_TOOLS_H_
|
||||
|
||||
@@ -67,6 +67,16 @@ HAL_StatusTypeDef PowerMonitor_Init(PowerMonitor_t *hpm)
|
||||
|
||||
Filter_Start(&hpm->avg[ADC_TEMP_CHANNELS_START+i]);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Инициализация фильтра для сглаживания синусоиды*/
|
||||
for(int i = 0; i < 2; i++)
|
||||
{
|
||||
if(FilterBandPassDerivative_Init(&hpm->ufltr[i], (50.0f*PM_FAST_PERIOD_US/1000000), 0.1))
|
||||
return HAL_ERROR;
|
||||
|
||||
Filter_Start(&hpm->ufltr[i]);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
return HAL_OK;
|
||||
}
|
||||
@@ -115,6 +125,8 @@ void PowerMonitor_SlowCalc(PowerMonitor_t *hpm)
|
||||
|
||||
/* Расчет всякого для трех фаз отдельно */
|
||||
float fmean = 0; // средняя частота по трем фазам
|
||||
float umean = 0; // средний напряжение по трем фазам
|
||||
float imean = 0; // средний ток по трем фазам
|
||||
float iphase_mean = 0; // средний ток каждой фазы
|
||||
float uphase_mean = 0; // среднее напряжение каждой фазы
|
||||
// Дополнительно посчитаем значения в реальных Вольтах/Амперах
|
||||
@@ -123,23 +135,18 @@ void PowerMonitor_SlowCalc(PowerMonitor_t *hpm)
|
||||
for(int i = 0; i < 3; i++)
|
||||
{
|
||||
/* Получение частоты фазы */
|
||||
meas->final.F[i] = Filter_Process(&hpm->avg[AVG_FAB+i], ZC_GetFrequency(&hpm->zc, i));
|
||||
meas->final.Offset[i] = ZC_GetOffset(&hpm->zc, i);
|
||||
meas->final.F[i] = Filter_Process(&hpm->avg[AVG_F+i], ZC_GetFrequency(&hpm->zc, i));
|
||||
// meas->final.Offset[i] = ZC_GetOffset(&hpm->zc, i);
|
||||
fmean += meas->final.F[i];
|
||||
|
||||
/* Средниее напряжение фазы */
|
||||
// uphase_mean = fabsf(meas->slow.U[i]);
|
||||
// uphase_mean = Filter_Process(&hpm->rms[RMS_UAB+i], uphase_mean);
|
||||
// meas->final.U[i] = uphase_mean*PI/2/SQRT2; /*PI/2 - получить амплитудное, SQRT2 - получить действующее */
|
||||
uphase_mean = Filter_Process(&hpm->rms[RMS_U+i], meas->slow.U[i]);
|
||||
meas->final.U[i] = Filter_Process(&hpm->rms_exp[RMS_U+i], uphase_mean);
|
||||
|
||||
/* Средний ток фазы */
|
||||
// iphase_mean = fabsf(meas->slow.I[i]);
|
||||
// iphase_mean = Filter_Process(&hpm->rms[RMS_IC+i], iphase_mean)*PI/2;
|
||||
// meas->final.I[i] = iphase_mean*PI/2/SQRT2; /*PI/2 - получить амплитудное, SQRT2 - получить действующее */
|
||||
iphase_mean = Filter_Process(&hpm->rms[RMS_I+i], meas->slow.I[i]);
|
||||
meas->final.I[i] = Filter_Process(&hpm->rms_exp[RMS_I+i], iphase_mean);
|
||||
imean += meas->final.I[i];
|
||||
|
||||
/* Реальные единицы измерения (Вольты/Амперы) */
|
||||
meas->real.I[i] = meas->final.I[i]*i_base;
|
||||
@@ -147,22 +154,24 @@ void PowerMonitor_SlowCalc(PowerMonitor_t *hpm)
|
||||
}
|
||||
/* Получение средней частоты по трем фазам */
|
||||
meas->final.Fmean = fmean / 3;
|
||||
/* Оределение сдвига фаз */
|
||||
static uint32_t prev_tick_phase_a = 0;
|
||||
if(prev_tick_phase_a != hpm->zc.Channel[0].PeriodStartTime)
|
||||
{ // Определяем только когда начался новый период фазы A
|
||||
prev_tick_phase_a = hpm->zc.Channel[0].PeriodStartTime;
|
||||
meas->final.Phase[0] = 0;
|
||||
meas->final.Phase[1] = ZC_GetPhaseShift(&hpm->zc, 0, 1);
|
||||
meas->final.Phase[2] = ZC_GetPhaseShift(&hpm->zc, 0, 2);
|
||||
}
|
||||
// /* Оределение сдвига фаз */
|
||||
// static uint32_t prev_tick_phase_a = 0;
|
||||
// if(prev_tick_phase_a != hpm->zc.Channel[0].PeriodStartTime)
|
||||
// { // Определяем только когда начался новый период фазы A
|
||||
// prev_tick_phase_a = hpm->zc.Channel[0].PeriodStartTime;
|
||||
// meas->final.Phase[0] = 0;
|
||||
// meas->final.Phase[1] = ZC_GetPhaseShift(&hpm->zc, 0, 1);
|
||||
// meas->final.Phase[2] = ZC_GetPhaseShift(&hpm->zc, 0, 2);
|
||||
// }
|
||||
|
||||
|
||||
/* Расчет амплитуд трехфазной сети */
|
||||
float uamp = vector_abs_linear_calc(meas->slow.U[U_AB], meas->slow.U[U_CA])/SQRT2; /* SQRT2 - получить действующее */
|
||||
float iamp = vector_abs_phase_calc(meas->slow.I[I_A], meas->slow.I[I_C]);
|
||||
meas->final.Uamp = Filter_Process(&hpm->rms_exp[RMS_EXP_U], uamp);
|
||||
meas->final.Iamp = Filter_Process(&hpm->rms_exp[RMS_EXP_I], iamp);
|
||||
// float uamp = vector_abs_linear_calc(meas->slow.U[U_AB], meas->slow.U[U_CA])/SQRT2; /* SQRT2 - получить действующее */
|
||||
// float iamp = vector_abs_phase_calc(meas->slow.I[I_A], meas->slow.I[I_C]);
|
||||
float uamp = umean / 3;
|
||||
float iamp = imean / 3;
|
||||
meas->final.Uamp = uamp;//Filter_Process(&hpm->rms_exp[RMS_EXP_U], uamp);
|
||||
meas->final.Iamp = iamp;//Filter_Process(&hpm->rms_exp[RMS_EXP_I], iamp);
|
||||
|
||||
|
||||
hpm->slow_cnt++;
|
||||
@@ -178,16 +187,19 @@ void PowerMonitor_SlowCalc(PowerMonitor_t *hpm)
|
||||
void PowerMonitor_FastCalc(PowerMonitor_t *hpm)
|
||||
{
|
||||
if(hpm == NULL)
|
||||
return;
|
||||
/* Считываем АЦП с пересчетами и медианой фильтрацией от выбросов */
|
||||
ADC_Handle(&hpm->adc);
|
||||
|
||||
/* Заполняем Напряжения/Токи в о.е. */
|
||||
return;
|
||||
float u_base = u2f(PARAM_INTERNAL.nominal.U, 10);
|
||||
float i_base = u2f(PARAM_INTERNAL.nominal.I, 10);
|
||||
PowerMonitor_Measured_t *meas = &hpm->measured;
|
||||
meas->fast.U[U_AB] = hpm->adc.Data[ADC_CHANNEL_UBA]/u_base;
|
||||
meas->fast.U[U_CA] = hpm->adc.Data[ADC_CHANNEL_UAC]/u_base;
|
||||
|
||||
/* Считываем АЦП с пересчетами и медианой фильтрацией от выбросов */
|
||||
ADC_UpdateRegular(&hpm->adc);
|
||||
|
||||
/* Заполняем Напряжения/Токи в о.е. */
|
||||
float uba_fast = hpm->adc.Data[ADC_CHANNEL_UBA]/u_base;
|
||||
float uac_fast = hpm->adc.Data[ADC_CHANNEL_UAC]/u_base;
|
||||
meas->fast.U[U_AB] = Filter_Process(&hpm->ufltr[U_AB], uba_fast);
|
||||
meas->fast.U[U_CA] = Filter_Process(&hpm->ufltr[U_CA], uac_fast);
|
||||
meas->fast.U[U_BC] = U_BC_calc(meas->fast.U[U_AB], meas->fast.U[U_CA]);
|
||||
|
||||
meas->fast.I[I_C] = hpm->adc.Data[ADC_CHANNEL_IC]/i_base;
|
||||
|
||||
@@ -105,6 +105,7 @@ typedef struct
|
||||
|
||||
PowerMonitor_Measured_t measured; ///< Измеренные/рассчитанные величины
|
||||
|
||||
FilterBandPassDerivative_t ufltr[2]; ///< Фильтры для сглаживаний напряжений в синусы
|
||||
FilterRMS_t rms[RMS_ALL]; ///< Фильтры для расчета действующего значения Напряжения/Токов
|
||||
FilterExp_t rms_exp[RMS_EXP_ALL]; ///< Фильтры для сглаживания действующего значения Напряжения/Токов +2 для результируюзих U, I
|
||||
FilterAverage_t avg[AVG_ALL]; ///< Фильтры для сглаживания медленных величин АЦП
|
||||
|
||||
@@ -103,6 +103,7 @@ void ZC_ProcessChannel(ZeroCross_Handle_t *zc, uint8_t channel, float value, uin
|
||||
zc_ch->CurrentValue = value;
|
||||
|
||||
|
||||
#ifndef ZC_DISABLE_HYSTERESIS_DEBOUNCE
|
||||
// Фильтрация дребезга
|
||||
if(zc_ch->DebounceCounter > 0)
|
||||
{
|
||||
@@ -144,6 +145,25 @@ void ZC_ProcessChannel(ZeroCross_Handle_t *zc, uint8_t channel, float value, uin
|
||||
zc_detected = -1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
#else //ZC_DISABLE_HYSTERESIS_DEBOUNCE
|
||||
// Детектирование rising edge (отрицательное -> положительное)
|
||||
if ((zc_ch->LastValue < 0) &&
|
||||
(value > 0))
|
||||
{
|
||||
|
||||
if (zc_ch->EdgeType == ZC_RISING_EDGE || zc_ch->EdgeType == ZC_BOTH_EDGES) {
|
||||
zc_detected = 1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
// Детектирование falling edge (положительное -> отрицательное)
|
||||
else if ((zc_ch->LastValue > 0) &&
|
||||
(value < 0))
|
||||
{
|
||||
if (zc_ch->EdgeType == ZC_FALLING_EDGE || zc_ch->EdgeType == ZC_BOTH_EDGES) {
|
||||
zc_detected = -1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
#endif //ZC_DISABLE_HYSTERESIS_DEBOUNCE
|
||||
|
||||
if(zc_detected)
|
||||
{
|
||||
@@ -172,11 +192,15 @@ void ZC_ProcessChannel(ZeroCross_Handle_t *zc, uint8_t channel, float value, uin
|
||||
zc_ch->CrossCount++;
|
||||
}
|
||||
|
||||
#ifndef ZC_DISABLE_HYSTERESIS_DEBOUNCE
|
||||
// Сохраняем текущее значение для следующей итерации в случае если оно не в мертвой зоне
|
||||
if((value > zc->Config.Hysteresis) || (value < -zc->Config.Hysteresis))
|
||||
{
|
||||
zc_ch->LastValue = value;
|
||||
}
|
||||
#else //ZC_DISABLE_HYSTERESIS_DEBOUNCE
|
||||
zc_ch->LastValue = value;
|
||||
#endif //ZC_DISABLE_HYSTERESIS_DEBOUNCE
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
|
||||
@@ -87,7 +87,7 @@ int main(void)
|
||||
|
||||
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
|
||||
HAL_Init();
|
||||
|
||||
|
||||
/* USER CODE BEGIN Init */
|
||||
|
||||
#ifndef MATLAB
|
||||
|
||||
@@ -53,7 +53,7 @@ void MX_TIM1_Init(void)
|
||||
htim1.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
|
||||
htim1.Init.Period = 65535;
|
||||
htim1.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
|
||||
htim1.Init.RepetitionCounter = 20;
|
||||
htim1.Init.RepetitionCounter = 0;
|
||||
htim1.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
|
||||
if (HAL_TIM_Base_Init(&htim1) != HAL_OK)
|
||||
{
|
||||
@@ -268,6 +268,7 @@ void MX_TIM8_Init(void)
|
||||
/* USER CODE END TIM8_Init 0 */
|
||||
|
||||
TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};
|
||||
TIM_SlaveConfigTypeDef sSlaveConfig = {0};
|
||||
TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
|
||||
TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};
|
||||
TIM_BreakDeadTimeConfigTypeDef sBreakDeadTimeConfig = {0};
|
||||
@@ -280,7 +281,7 @@ void MX_TIM8_Init(void)
|
||||
htim8.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
|
||||
htim8.Init.Period = 65535;
|
||||
htim8.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
|
||||
htim8.Init.RepetitionCounter = 20;
|
||||
htim8.Init.RepetitionCounter = 0;
|
||||
htim8.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
|
||||
if (HAL_TIM_Base_Init(&htim8) != HAL_OK)
|
||||
{
|
||||
@@ -299,6 +300,12 @@ void MX_TIM8_Init(void)
|
||||
{
|
||||
Error_Handler();
|
||||
}
|
||||
sSlaveConfig.SlaveMode = TIM_SLAVEMODE_TRIGGER;
|
||||
sSlaveConfig.InputTrigger = TIM_TS_ITR0;
|
||||
if (HAL_TIM_SlaveConfigSynchro(&htim8, &sSlaveConfig) != HAL_OK)
|
||||
{
|
||||
Error_Handler();
|
||||
}
|
||||
sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
|
||||
sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
|
||||
if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim8, &sMasterConfig) != HAL_OK)
|
||||
|
||||
@@ -70,7 +70,7 @@ HAL_StatusTypeDef Angle_PID_Init(Angle_Handle_t *hangle, float kp, float ki, flo
|
||||
* @param setpoint Уставка куда регулировать
|
||||
* @param measurement Измеренные регулируемые величины
|
||||
*/
|
||||
void Angle_PID(Angle_Handle_t *hangle, float setpoint, float measurement)
|
||||
void Angle_PID(Angle_Handle_t *hangle, float setpoint, float measurement, float Correction)
|
||||
{
|
||||
if(assert_upp(hangle))
|
||||
return;
|
||||
@@ -80,22 +80,11 @@ void Angle_PID(Angle_Handle_t *hangle, float setpoint, float measurement)
|
||||
hangle->Imeas = measurement;
|
||||
/* Ошибка регулирования = уставка - измеренное */
|
||||
float err = hangle->Iref - hangle->Imeas;
|
||||
/* Ограничение скорости изменения */
|
||||
extern float dbg_err_limit;
|
||||
if(err > dbg_err_limit)
|
||||
{
|
||||
err = dbg_err_limit;
|
||||
}
|
||||
else if (err < -dbg_err_limit)
|
||||
{
|
||||
err = -dbg_err_limit;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* ПИД регулирование */
|
||||
float open_level = arm_pid_f32(&hangle->pid, err); // 0 - открыть максимально поздно, 1 - открыть макситмально рано
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
/* Ограничиваем диапазон */
|
||||
if (open_level > 1)
|
||||
{
|
||||
@@ -114,7 +103,7 @@ void Angle_PID(Angle_Handle_t *hangle, float setpoint, float measurement)
|
||||
float alpha = alpha_rad/PI*hangle->Config.AngleMax; // угол открытия тиристора в о.е. от максимально заданного
|
||||
|
||||
/* Выставляем заданный уровень открытия */
|
||||
Angle_SetAlpha(hangle, alpha);
|
||||
Angle_SetAlpha(hangle, alpha, Correction);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
@@ -136,7 +125,7 @@ void Angle_PID_Reset(Angle_Handle_t *hangle)
|
||||
Filter_Start(&hangle->refFilter);
|
||||
Filter_Process(&hangle->refFilter, 0);
|
||||
|
||||
Angle_SetAlpha(hangle, 1); // максимально закрываем
|
||||
Angle_SetAlpha(hangle, 1, 30); // максимально закрываем
|
||||
|
||||
Angle_Reset(hangle, UPP_PHASE_A);
|
||||
Angle_Reset(hangle, UPP_PHASE_B);
|
||||
@@ -147,12 +136,13 @@ void Angle_PID_Reset(Angle_Handle_t *hangle)
|
||||
/**
|
||||
* @brief Выставление степени открытия тиристоров.
|
||||
* @param hangle Указатель на таймер
|
||||
* @param Alpha Угол открытия тиристора в о.е. от 180 градусов:
|
||||
* @param Alpha Угол открытия тиристора в о.е. от 180 градусов:
|
||||
- 0 - максимально закрыт,
|
||||
- 1 - максимально открыт
|
||||
* @param Коррекция угла в градусах
|
||||
* @return HAL Status.
|
||||
*/
|
||||
HAL_StatusTypeDef Angle_SetAlpha(Angle_Handle_t *hangle, float Alpha)
|
||||
HAL_StatusTypeDef Angle_SetAlpha(Angle_Handle_t *hangle, float Alpha, float Correction)
|
||||
{
|
||||
if(assert_upp(hangle))
|
||||
return HAL_ERROR;
|
||||
@@ -165,7 +155,7 @@ HAL_StatusTypeDef Angle_SetAlpha(Angle_Handle_t *hangle, float Alpha)
|
||||
Alpha = hangle->Config.AngleMin;
|
||||
|
||||
// сколько надо выжидать исходя из заданного угла
|
||||
hangle->alpha_real = Alpha + (30.0/180.0); // 30 градусов - сдвиг между линейными и фазными напряжениями
|
||||
hangle->alpha_real = Alpha + (Correction/180.0);
|
||||
hangle->alpha = Alpha;
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
@@ -53,9 +53,9 @@ HAL_StatusTypeDef Angle_PID_Init(Angle_Handle_t *hangle, float kp, float ki, flo
|
||||
|
||||
// ====== УПРАВЛЕНИЕ ==========
|
||||
/* Управление углом через ПИД регулятор */
|
||||
void Angle_PID(Angle_Handle_t *hangle, float setpoint, float measurement);
|
||||
void Angle_PID(Angle_Handle_t *hangle, float setpoint, float measurement, float Correction);
|
||||
/* Выставление текущего угла открытия тиристоров. */
|
||||
HAL_StatusTypeDef Angle_SetAlpha(Angle_Handle_t *hangle, float Angle);
|
||||
HAL_StatusTypeDef Angle_SetAlpha(Angle_Handle_t *hangle, float Angle, float Correction);
|
||||
/* Установка угла открытия в таймер. */
|
||||
HAL_StatusTypeDef Angle_Start(Angle_Handle_t *hangle, UPP_Phase_t Phase, float PeriodMs);
|
||||
|
||||
|
||||
@@ -323,37 +323,37 @@ static HAL_StatusTypeDef __PWM_SetOutputState(PWM_Channel_t *hCh, uint32_t state
|
||||
if (hCh->htim == NULL)
|
||||
return HAL_ERROR;
|
||||
|
||||
uint32_t ch_mode = state;
|
||||
// Если режим уже выставлен
|
||||
if(hCh->CurrentMode == state)
|
||||
{
|
||||
return HAL_OK;
|
||||
}
|
||||
|
||||
hCh->CurrentMode = state;
|
||||
|
||||
// выставляем режим каналов
|
||||
switch(hCh->ChMask)
|
||||
{
|
||||
case TIM_CHANNEL_1:
|
||||
hCh->htim->Instance->CCMR1 &= ~TIM_OCMODE_PWM2;
|
||||
hCh->htim->Instance->CCMR1 |= ch_mode;
|
||||
hCh->htim->Instance->CCMR1 |= state;
|
||||
break;
|
||||
case TIM_CHANNEL_2:
|
||||
hCh->htim->Instance->CCMR1 &= ~(TIM_OCMODE_PWM2 << 8);
|
||||
hCh->htim->Instance->CCMR1 |= (ch_mode << 8);
|
||||
hCh->htim->Instance->CCMR1 |= (state << 8);
|
||||
break;
|
||||
case TIM_CHANNEL_3:
|
||||
hCh->htim->Instance->CCMR2 &= ~TIM_OCMODE_PWM2;
|
||||
hCh->htim->Instance->CCMR2 |= ch_mode;
|
||||
hCh->htim->Instance->CCMR2 |= state;
|
||||
break;
|
||||
case TIM_CHANNEL_4:
|
||||
hCh->htim->Instance->CCMR2 &= ~(TIM_OCMODE_PWM2 << 8);
|
||||
hCh->htim->Instance->CCMR2 |= (ch_mode << 8);
|
||||
hCh->htim->Instance->CCMR2 |= (state << 8);
|
||||
break;
|
||||
default:
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// в последнюю очередь включаем выход. Перед этим настраиваем каналы на ШИМ
|
||||
if(state == PWM_ENABLE)
|
||||
{
|
||||
__HAL_TIM_MOE_ENABLE(hCh->htim);
|
||||
}
|
||||
|
||||
return HAL_OK;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
@@ -54,6 +54,7 @@ typedef struct {
|
||||
TIM_HandleTypeDef *htim; ///< указатель на соответствующий TIM (hpwm1 или hpwm2)
|
||||
uint32_t PulseCnt; ///< Счетчик кол-ва импульсов. Инициализируется из структуры @ref PWM_ThyrConfig_t
|
||||
uint32_t ChMask; ///< TIM_CHANNEL_x
|
||||
uint32_t CurrentMode; ///< Текущий режим канала
|
||||
|
||||
struct {
|
||||
unsigned Ready:1; ///< Флаг готовности тиристора к работе
|
||||
|
||||
@@ -175,6 +175,9 @@ int UPP_While(void)
|
||||
|
||||
/*======= Состояние В работе =========*/
|
||||
case UPP_Work:
|
||||
// Разрешаем выход ШИМ
|
||||
__HAL_TIM_MOE_ENABLE(&hpwm1);
|
||||
__HAL_TIM_MOE_ENABLE(&hpwm2);
|
||||
// Индикация
|
||||
UPP_DO.Ready(DISABLE);
|
||||
UPP_DO.Work(ENABLE);
|
||||
@@ -182,9 +185,14 @@ int UPP_While(void)
|
||||
// если пришла команда на остановку
|
||||
if (!upp.call->go)
|
||||
upp.workmode = UPP_Init;
|
||||
|
||||
|
||||
// Коррекция для отсчета угла открытия
|
||||
// 30 градусов - сдвиг между линейными и фазными напряжениями
|
||||
// 30 градусов - фазовое смщеение эксп. фильтра АЦП для сглаживания напряжений
|
||||
float Correction = 30 + 0;
|
||||
|
||||
// Регулирование тиристоров
|
||||
Angle_PID(&upp.hangle, u2f(PARAM_PUI.Iref,100), upp.pm.measured.final.Iamp);
|
||||
Angle_PID(&upp.hangle, u2f(PARAM_PUI.Iref,100), upp.pm.measured.final.Iamp, Correction);
|
||||
|
||||
// если слишком долгий запуск
|
||||
if((local_time() - upp.StartTick) > (upp.PUI.params->Tdelay*1000))
|
||||
|
||||
@@ -113,7 +113,7 @@ void UPP_Params_ControlInternal(void)
|
||||
float angle_max = upp.hangle.Config.AngleMax;
|
||||
float angle_min = upp.hangle.Config.AngleMin;
|
||||
float angle_pid_kp = upp.hangle.pid.Kp;
|
||||
float angle_pid_ki = upp.hangle.pid.Ki;
|
||||
float angle_pid_ki = upp.hangle.pid.Ki/((float)PM_SLOW_PERIOD_US/1000000);
|
||||
float angle_pid_kd = upp.hangle.pid.Kd;
|
||||
// временная переменная для параметров каналов АЦП
|
||||
float adc_channel_max[ADC_NUMB_OF_REGULAR_CHANNELS] = {0};
|
||||
@@ -226,7 +226,10 @@ void UPP_Params_ControlInternal(void)
|
||||
{
|
||||
if(Angle_SetRange(&upp.hangle, angle_min, angle_max) == HAL_OK)
|
||||
{
|
||||
if(Angle_PID_Init(&upp.hangle, angle_pid_kp, angle_pid_ki, angle_pid_kd, upp.hangle.refFilter.alpha) == HAL_OK)
|
||||
if(Angle_PID_Init(&upp.hangle, angle_pid_kp,
|
||||
angle_pid_ki*((float)PM_SLOW_PERIOD_US/1000000),
|
||||
angle_pid_kd,
|
||||
upp.hangle.refFilter.alpha) == HAL_OK)
|
||||
{
|
||||
alpha_update = 0;
|
||||
}
|
||||
@@ -280,7 +283,7 @@ HAL_StatusTypeDef UPP_Params_Init(void)
|
||||
// Инициализация ПИД
|
||||
if(Angle_PID_Init(&upp.hangle,
|
||||
u2f(PARAM_INTERNAL.angle.PID_Kp, 10000),
|
||||
u2f(PARAM_INTERNAL.angle.PID_Ki, 10000),
|
||||
u2f(PARAM_INTERNAL.angle.PID_Ki, 10000)*((float)PM_SLOW_PERIOD_US/1000000),
|
||||
u2f(PARAM_INTERNAL.angle.PID_Kd, 10000),
|
||||
PUI_Tnt_CalcAlpha(u2f(PARAM_PUI.Tnt, 1000), PM_SLOW_PERIOD_US)) != HAL_OK)
|
||||
return HAL_ERROR;
|
||||
|
||||
@@ -385,7 +385,7 @@
|
||||
<Ww>
|
||||
<count>11</count>
|
||||
<WinNumber>1</WinNumber>
|
||||
<ItemText>\\Debug_F417\../Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal.c\uwTick</ItemText>
|
||||
<ItemText>\\Debug_F417\../Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal.c\uwTick,0x0A</ItemText>
|
||||
</Ww>
|
||||
<Ww>
|
||||
<count>12</count>
|
||||
@@ -494,6 +494,21 @@
|
||||
<WinNumber>2</WinNumber>
|
||||
<ItemText>upp,0x0A</ItemText>
|
||||
</Ww>
|
||||
<Ww>
|
||||
<count>14</count>
|
||||
<WinNumber>2</WinNumber>
|
||||
<ItemText>htim5,0x0A</ItemText>
|
||||
</Ww>
|
||||
<Ww>
|
||||
<count>15</count>
|
||||
<WinNumber>2</WinNumber>
|
||||
<ItemText>htim3,0x0A</ItemText>
|
||||
</Ww>
|
||||
<Ww>
|
||||
<count>16</count>
|
||||
<WinNumber>2</WinNumber>
|
||||
<ItemText>htim5.Instance->CNT-2605346416,0x0A</ItemText>
|
||||
</Ww>
|
||||
</WatchWindow2>
|
||||
<Tracepoint>
|
||||
<THDelay>0</THDelay>
|
||||
@@ -515,7 +530,7 @@
|
||||
<AscS3>0</AscS3>
|
||||
<aSer3>0</aSer3>
|
||||
<eProf>0</eProf>
|
||||
<aLa>1</aLa>
|
||||
<aLa>0</aLa>
|
||||
<aPa1>0</aPa1>
|
||||
<AscS4>0</AscS4>
|
||||
<aSer4>0</aSer4>
|
||||
|
||||
20
UPP/UPP.ioc
20
UPP/UPP.ioc
@@ -136,14 +136,16 @@ Mcu.Pin61=VP_TIM2_VS_no_output2
|
||||
Mcu.Pin62=VP_TIM2_VS_no_output3
|
||||
Mcu.Pin63=VP_TIM3_VS_ClockSourceINT
|
||||
Mcu.Pin64=VP_TIM5_VS_ClockSourceINT
|
||||
Mcu.Pin65=VP_TIM8_VS_ClockSourceINT
|
||||
Mcu.Pin66=VP_TIM8_VS_OPM
|
||||
Mcu.Pin67=VP_TIM11_VS_ClockSourceINT
|
||||
Mcu.Pin68=VP_TIM12_VS_ClockSourceINT
|
||||
Mcu.Pin65=VP_TIM8_VS_ControllerModeTrigger
|
||||
Mcu.Pin66=VP_TIM8_VS_ClockSourceINT
|
||||
Mcu.Pin67=VP_TIM8_VS_ClockSourceITR
|
||||
Mcu.Pin68=VP_TIM8_VS_OPM
|
||||
Mcu.Pin69=VP_TIM11_VS_ClockSourceINT
|
||||
Mcu.Pin7=PC15/OSC32_OUT
|
||||
Mcu.Pin70=VP_TIM12_VS_ClockSourceINT
|
||||
Mcu.Pin8=PF6
|
||||
Mcu.Pin9=PF7
|
||||
Mcu.PinsNb=69
|
||||
Mcu.PinsNb=71
|
||||
Mcu.ThirdPartyNb=0
|
||||
Mcu.UserConstants=angletim,htim2;mb_huart,huart3;mbdbg_htim,htim11;PWM_CHANNEL_1,TIM_CHANNEL_1;PWM_CHANNEL_2,TIM_CHANNEL_2;PWM_CHANNEL_3,TIM_CHANNEL_3;PWM_CHANNEL_4,TIM_CHANNEL_4;mem_hspi,hspi3;ANGLE_CHANNEL_2,TIM_CHANNEL_2;ANGLE_CHANNEL_3,TIM_CHANNEL_3;ANGLE_CHANNEL_1,TIM_CHANNEL_1;PWM_CHANNEL_5,TIM_CHANNEL_3;PWM_CHANNEL_6,TIM_CHANNEL_4;mb_htim,htim12;adc_tim,htim3;usTick,ustim.Instance->CNT;hpwm2,htim8;mb_dbg_huart,huart6;ustim,htim5;hpwm1,htim1
|
||||
Mcu.UserName=STM32F427ZGTx
|
||||
@@ -474,7 +476,7 @@ TIM1.Channel-PWM\ Generation3\ CH3=TIM_CHANNEL_3
|
||||
TIM1.Channel-PWM\ Generation4\ CH4=TIM_CHANNEL_4
|
||||
TIM1.IPParameters=Prescaler,Channel-PWM Generation1 CH1,Channel-PWM Generation2 CH2,Channel-PWM Generation4 CH4,Channel-PWM Generation3 CH3,TIM_MasterOutputTrigger,RepetitionCounter
|
||||
TIM1.Prescaler=0
|
||||
TIM1.RepetitionCounter=20
|
||||
TIM1.RepetitionCounter=0
|
||||
TIM1.TIM_MasterOutputTrigger=TIM_TRGO_UPDATE
|
||||
TIM11.IPParameters=Prescaler
|
||||
TIM11.Prescaler=180-1
|
||||
@@ -498,7 +500,7 @@ TIM8.IPParameters=Prescaler,Period,TIM_MasterSlaveMode,TIM_MasterOutputTrigger,C
|
||||
TIM8.OC4Preload_PWM=ENABLE
|
||||
TIM8.Period=65535
|
||||
TIM8.Prescaler=0
|
||||
TIM8.RepetitionCounter=20
|
||||
TIM8.RepetitionCounter=0
|
||||
TIM8.TIM_MasterOutputTrigger=TIM_TRGO_RESET
|
||||
TIM8.TIM_MasterSlaveMode=TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE
|
||||
USART3.IPParameters=VirtualMode
|
||||
@@ -535,6 +537,10 @@ VP_TIM5_VS_ClockSourceINT.Mode=Internal
|
||||
VP_TIM5_VS_ClockSourceINT.Signal=TIM5_VS_ClockSourceINT
|
||||
VP_TIM8_VS_ClockSourceINT.Mode=Internal
|
||||
VP_TIM8_VS_ClockSourceINT.Signal=TIM8_VS_ClockSourceINT
|
||||
VP_TIM8_VS_ClockSourceITR.Mode=TriggerSource_ITR0
|
||||
VP_TIM8_VS_ClockSourceITR.Signal=TIM8_VS_ClockSourceITR
|
||||
VP_TIM8_VS_ControllerModeTrigger.Mode=Trigger Mode
|
||||
VP_TIM8_VS_ControllerModeTrigger.Signal=TIM8_VS_ControllerModeTrigger
|
||||
VP_TIM8_VS_OPM.Mode=OPM_bit
|
||||
VP_TIM8_VS_OPM.Signal=TIM8_VS_OPM
|
||||
board=custom
|
||||
|
||||
@@ -2,10 +2,11 @@
|
||||
clear all; close all; clc;
|
||||
|
||||
%% Параметры моделирования
|
||||
Fs = 100000; % Частота дискретизации [Гц]
|
||||
Fs = 1/25e-6; % Частота дискретизации [Гц]
|
||||
T = 0.5; % Время моделирования [с]
|
||||
t = 0:1/Fs:T-1/Fs; % Временной вектор
|
||||
N = length(t); % Количество отсчетов
|
||||
Fsrez = 50;
|
||||
|
||||
%% Уровни шума для разных каналов
|
||||
noise_levels.voltage = 0.2; % 2% шума для напряжений
|
||||
@@ -17,28 +18,28 @@ fprintf('=== АВТОМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТО
|
||||
|
||||
% 1. Полосовой фильтр 45-55 Гц для напряжений
|
||||
% [b_bpf, a_bpf, coeffs_bpf] = BiquadFilterDesigner.bpf(20, 10, Fs);
|
||||
[b_bpf, a_bpf, coeffs_bpf] = BiquadFilterDesigner.lpf(100, Fs);
|
||||
[b_bpf, a_bpf, coeffs_bpf] = BiquadFilterDesigner.lpf(Fsrez, Fs);
|
||||
fprintf('1. Полосовой фильтр 45-55 Гц:\n');
|
||||
BiquadFilterDesigner.generate_c_code(coeffs_bpf, 'voltage_bpf');
|
||||
|
||||
% 2. ФНЧ 100 Гц для токов
|
||||
[b_lpf_current, a_lpf_current, coeffs_lpf_current] = BiquadFilterDesigner.lpf(100, Fs);
|
||||
[b_lpf_current, a_lpf_current, coeffs_lpf_current] = BiquadFilterDesigner.lpf(Fsrez, Fs);
|
||||
fprintf('2. ФНЧ 100 Гц (токи):\n');
|
||||
BiquadFilterDesigner.generate_c_code(coeffs_lpf_current, 'current_lpf');
|
||||
|
||||
% 3. ФНЧ 10 Гц для температур
|
||||
[b_lpf_temp, a_lpf_temp, coeffs_lpf_temp] = BiquadFilterDesigner.lpf(10, Fs);
|
||||
fprintf('3. ФНЧ 10 Гц (температуры):\n');
|
||||
BiquadFilterDesigner.generate_c_code(coeffs_lpf_temp, 'temperature_lpf');
|
||||
%
|
||||
% % 3. ФНЧ 10 Гц для температур
|
||||
% [b_lpf_temp, a_lpf_temp, coeffs_lpf_temp] = BiquadFilterDesigner.lpf(10, Fs);
|
||||
% fprintf('3. ФНЧ 10 Гц (температуры):\n');
|
||||
% BiquadFilterDesigner.generate_c_code(coeffs_lpf_temp, 'temperature_lpf');
|
||||
|
||||
% Вывод коэффициентов в консоль
|
||||
fprintf('\n=== РАСЧЕТНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ ===\n');
|
||||
fprintf('Напряжение (BPF 45-55 Гц): b = [%.6f, %.6f, %.6f], a = [1, %.6f, %.6f]\n', ...
|
||||
b_bpf, a_bpf(2), a_bpf(3));
|
||||
fprintf('Ток (LPF 100 Гц): b = [%.6f, %.6f, %.6f], a = [1, %.6f, %.6f]\n', ...
|
||||
b_lpf_current, a_lpf_current(2), a_lpf_current(3));
|
||||
fprintf('Температура (LPF 10 Гц): b = [%.6f, %.6f, %.6f], a = [1, %.6f, %.6f]\n\n', ...
|
||||
b_lpf_temp, a_lpf_temp(2), a_lpf_temp(3));
|
||||
% fprintf('Ток (LPF 100 Гц): b = [%.6f, %.6f, %.6f], a = [1, %.6f, %.6f]\n', ...
|
||||
% b_lpf_current, a_lpf_current(2), a_lpf_current(3));
|
||||
% fprintf('Температура (LPF 10 Гц): b = [%.6f, %.6f, %.6f], a = [1, %.6f, %.6f]\n\n', ...
|
||||
% b_lpf_temp, a_lpf_temp(2), a_lpf_temp(3));
|
||||
|
||||
%% Генерация тестовых сигналов
|
||||
|
||||
@@ -53,25 +54,25 @@ f_current = 50;
|
||||
current_clean = 1 * sin(2*pi*f_current*t); %.* ...
|
||||
%(1 + 0.2 * sin(2*pi*2*t)); % амплитудная модуляция 2 Гц
|
||||
|
||||
% 3. Температура (медленно меняющийся сигнал)
|
||||
temperature_clean = 25 + 2 * sin(2*pi*0.1*t) + ... % медленные колебания 0.1 Гц
|
||||
0.5 * sin(2*pi*1*t); % быстрые колебания 1 Гц
|
||||
% % 3. Температура (медленно меняющийся сигнал)
|
||||
% temperature_clean = 25 + 2 * sin(2*pi*0.1*t) + ... % медленные колебания 0.1 Гц
|
||||
% 0.5 * sin(2*pi*1*t); % быстрые колебания 1 Гц
|
||||
|
||||
%% Добавление шума
|
||||
voltage_noisy = voltage_clean + noise_levels.voltage * randn(size(t));
|
||||
current_noisy = current_clean + noise_levels.current * randn(size(t));
|
||||
temperature_noisy = temperature_clean + noise_levels.temperature * randn(size(t));
|
||||
% temperature_noisy = temperature_clean + noise_levels.temperature * randn(size(t));
|
||||
|
||||
%% Фильтрация сигналов
|
||||
voltage_filtered = filter(b_bpf, a_bpf, voltage_noisy);
|
||||
current_filtered = filter(b_lpf_current, a_lpf_current, current_noisy);
|
||||
temperature_filtered = filter(b_lpf_temp, a_lpf_temp, temperature_noisy);
|
||||
% temperature_filtered = filter(b_lpf_temp, a_lpf_temp, temperature_noisy);
|
||||
|
||||
%% НОРМАЛИЗАЦИЯ УСИЛЕНИЯ (важно для правильного SNR)
|
||||
% Получаем АЧХ для нормализации
|
||||
[h_bpf, f_bpf] = freqz(b_bpf, a_bpf, 1024, Fs);
|
||||
[h_lpf_curr, f_lpf_curr] = freqz(b_lpf_current, a_lpf_current, 1024, Fs);
|
||||
[h_lpf_temp, f_lpf_temp] = freqz(b_lpf_temp, a_lpf_temp, 1024, Fs);
|
||||
% [h_lpf_temp, f_lpf_temp] = freqz(b_lpf_temp, a_lpf_temp, 1024, Fs);
|
||||
|
||||
% Нормализация полосового фильтра на центральной частоте
|
||||
[~, idx_50hz] = min(abs(f_bpf - 50));
|
||||
@@ -85,11 +86,11 @@ gain_lpf_current = sum(b_lpf_current) / (1 + sum(a_lpf_current(2:end)));
|
||||
if gain_lpf_current > 0
|
||||
current_filtered = current_filtered / gain_lpf_current;
|
||||
end
|
||||
|
||||
gain_lpf_temp = sum(b_lpf_temp) / (1 + sum(a_lpf_temp(2:end)));
|
||||
if gain_lpf_temp > 0
|
||||
temperature_filtered = temperature_filtered / gain_lpf_temp;
|
||||
end
|
||||
%
|
||||
% gain_lpf_temp = sum(b_lpf_temp) / (1 + sum(a_lpf_temp(2:end)));
|
||||
% if gain_lpf_temp > 0
|
||||
% temperature_filtered = temperature_filtered / gain_lpf_temp;
|
||||
% end
|
||||
|
||||
%% ОКНО 1: НАПРЯЖЕНИЕ
|
||||
figure('Name', 'Анализ напряжения');
|
||||
@@ -213,68 +214,68 @@ text(0.1, 0.4, sprintf('Улучшение: %.1f дБ', improvement_current), 'F
|
||||
text(0.1, 0.2, sprintf('Задержка 50 Гц: %.1f мс', gd_lpf_curr(idx_50hz_curr)/Fs*1000), 'FontSize', 12);
|
||||
title('Статистика фильтрации тока');
|
||||
axis off;
|
||||
|
||||
%% ОКНО 3: ТЕМПЕРАТУРА
|
||||
figure('Name', 'Анализ температуры');
|
||||
|
||||
% Временные характеристики
|
||||
subplot(2,3,1);
|
||||
plot(t, temperature_noisy, 'b', 'LineWidth', 1); hold on;
|
||||
plot(t, temperature_filtered, 'r', 'LineWidth', 2);
|
||||
plot(t, temperature_clean, 'g--', 'LineWidth', 1);
|
||||
title('Температура: временная область');
|
||||
legend('С шумом', 'Фильтрованный', 'Идеальный', 'Location', 'best');
|
||||
xlabel('Время [с]'); ylabel('Температура [°C]');
|
||||
grid on;
|
||||
|
||||
% АЧХ фильтра
|
||||
subplot(2,3,2);
|
||||
plot(f_lpf_temp, 20*log10(abs(h_lpf_temp)), 'LineWidth', 2);
|
||||
title('АЧХ: ФНЧ 10 Гц');
|
||||
xlabel('Частота [Гц]'); ylabel('Усиление [дБ]');
|
||||
grid on; xlim([0, 20]);
|
||||
|
||||
% Спектр фильтрованного сигнала
|
||||
subplot(2,3,3);
|
||||
[P_temp, f_temp] = pwelch(temperature_filtered, [], [], 1024, Fs);
|
||||
plot(f_temp, 10*log10(P_temp), 'LineWidth', 2);
|
||||
title('Спектр фильтрованной температуры');
|
||||
xlabel('Частота [Гц]'); ylabel('Мощность [дБ]');
|
||||
grid on; xlim([0, 10]);
|
||||
|
||||
% Групповая задержка
|
||||
subplot(2,3,4);
|
||||
[gd_lpf_temp, f_gd_temp] = grpdelay(b_lpf_temp, a_lpf_temp, 1024, Fs);
|
||||
plot(f_gd_temp, gd_lpf_temp/Fs*1000, 'LineWidth', 2);
|
||||
title('Групповая задержка фильтра');
|
||||
xlabel('Частота [Гц]'); ylabel('Задержка [мс]');
|
||||
grid on; xlim([0, 20]);
|
||||
|
||||
% Детальный вид (последне 0.1 секунды)
|
||||
idx_end_temp = max(1, length(t) - 0.1*Fs + 1):length(t); % последние 100 мс
|
||||
subplot(2,3,5);
|
||||
plot(t(idx_end_temp), temperature_noisy(idx_end_temp), 'b', 'LineWidth', 2); hold on;
|
||||
plot(t(idx_end_temp), temperature_filtered(idx_end_temp), 'r', 'LineWidth', 2);
|
||||
plot(t(idx_end_temp), temperature_clean(idx_end_temp), 'g--', 'LineWidth', 2);
|
||||
title('Температура: УВЕЛИЧЕННЫЙ ВИД (900-1000 мс)');
|
||||
legend('С шумом', 'Фильтрованный', 'Идеальный', 'Location', 'best');
|
||||
xlabel('Время [с]'); ylabel('Температура [°C]');
|
||||
grid on;
|
||||
xlim([t(idx_end_temp(1)) t(idx_end_temp(end))]);
|
||||
|
||||
% Статистика
|
||||
subplot(2,3,6);
|
||||
snr_temp_in = snr(temperature_clean, temperature_noisy - temperature_clean);
|
||||
snr_temp_out = snr(temperature_clean, temperature_filtered - temperature_clean);
|
||||
improvement_temp = snr_temp_out - snr_temp_in;
|
||||
|
||||
[~, idx_1hz] = min(abs(f_gd_temp - 1));
|
||||
text(0.1, 0.8, sprintf('SNR вход: %.1f дБ', snr_temp_in), 'FontSize', 12);
|
||||
text(0.1, 0.6, sprintf('SNR выход: %.1f дБ', snr_temp_out), 'FontSize', 12);
|
||||
text(0.1, 0.4, sprintf('Улучшение: %.1f дБ', improvement_temp), 'FontSize', 12);
|
||||
text(0.1, 0.2, sprintf('Задержка 1 Гц: %.1f мс', gd_lpf_temp(idx_1hz)/Fs*1000), 'FontSize', 12);
|
||||
title('Статистика фильтрации температуры');
|
||||
axis off;
|
||||
%
|
||||
% %% ОКНО 3: ТЕМПЕРАТУРА
|
||||
% figure('Name', 'Анализ температуры');
|
||||
%
|
||||
% % Временные характеристики
|
||||
% subplot(2,3,1);
|
||||
% plot(t, temperature_noisy, 'b', 'LineWidth', 1); hold on;
|
||||
% plot(t, temperature_filtered, 'r', 'LineWidth', 2);
|
||||
% plot(t, temperature_clean, 'g--', 'LineWidth', 1);
|
||||
% title('Температура: временная область');
|
||||
% legend('С шумом', 'Фильтрованный', 'Идеальный', 'Location', 'best');
|
||||
% xlabel('Время [с]'); ylabel('Температура [°C]');
|
||||
% grid on;
|
||||
%
|
||||
% % АЧХ фильтра
|
||||
% subplot(2,3,2);
|
||||
% plot(f_lpf_temp, 20*log10(abs(h_lpf_temp)), 'LineWidth', 2);
|
||||
% title('АЧХ: ФНЧ 10 Гц');
|
||||
% xlabel('Частота [Гц]'); ylabel('Усиление [дБ]');
|
||||
% grid on; xlim([0, 20]);
|
||||
%
|
||||
% % Спектр фильтрованного сигнала
|
||||
% subplot(2,3,3);
|
||||
% [P_temp, f_temp] = pwelch(temperature_filtered, [], [], 1024, Fs);
|
||||
% plot(f_temp, 10*log10(P_temp), 'LineWidth', 2);
|
||||
% title('Спектр фильтрованной температуры');
|
||||
% xlabel('Частота [Гц]'); ylabel('Мощность [дБ]');
|
||||
% grid on; xlim([0, 10]);
|
||||
%
|
||||
% % Групповая задержка
|
||||
% subplot(2,3,4);
|
||||
% [gd_lpf_temp, f_gd_temp] = grpdelay(b_lpf_temp, a_lpf_temp, 1024, Fs);
|
||||
% plot(f_gd_temp, gd_lpf_temp/Fs*1000, 'LineWidth', 2);
|
||||
% title('Групповая задержка фильтра');
|
||||
% xlabel('Частота [Гц]'); ylabel('Задержка [мс]');
|
||||
% grid on; xlim([0, 20]);
|
||||
%
|
||||
% % Детальный вид (последне 0.1 секунды)
|
||||
% idx_end_temp = max(1, length(t) - 0.1*Fs + 1):length(t); % последние 100 мс
|
||||
% subplot(2,3,5);
|
||||
% plot(t(idx_end_temp), temperature_noisy(idx_end_temp), 'b', 'LineWidth', 2); hold on;
|
||||
% plot(t(idx_end_temp), temperature_filtered(idx_end_temp), 'r', 'LineWidth', 2);
|
||||
% plot(t(idx_end_temp), temperature_clean(idx_end_temp), 'g--', 'LineWidth', 2);
|
||||
% title('Температура: УВЕЛИЧЕННЫЙ ВИД (900-1000 мс)');
|
||||
% legend('С шумом', 'Фильтрованный', 'Идеальный', 'Location', 'best');
|
||||
% xlabel('Время [с]'); ylabel('Температура [°C]');
|
||||
% grid on;
|
||||
% xlim([t(idx_end_temp(1)) t(idx_end_temp(end))]);
|
||||
%
|
||||
% % Статистика
|
||||
% subplot(2,3,6);
|
||||
% snr_temp_in = snr(temperature_clean, temperature_noisy - temperature_clean);
|
||||
% snr_temp_out = snr(temperature_clean, temperature_filtered - temperature_clean);
|
||||
% improvement_temp = snr_temp_out - snr_temp_in;
|
||||
%
|
||||
% [~, idx_1hz] = min(abs(f_gd_temp - 1));
|
||||
% text(0.1, 0.8, sprintf('SNR вход: %.1f дБ', snr_temp_in), 'FontSize', 12);
|
||||
% text(0.1, 0.6, sprintf('SNR выход: %.1f дБ', snr_temp_out), 'FontSize', 12);
|
||||
% text(0.1, 0.4, sprintf('Улучшение: %.1f дБ', improvement_temp), 'FontSize', 12);
|
||||
% text(0.1, 0.2, sprintf('Задержка 1 Гц: %.1f мс', gd_lpf_temp(idx_1hz)/Fs*1000), 'FontSize', 12);
|
||||
% title('Статистика фильтрации температуры');
|
||||
% axis off;
|
||||
|
||||
%% Вывод результатов в командное окно
|
||||
fprintf('\n=== ИТОГИ ФИЛЬТРАЦИИ С АВТОРАСЧЕТОМ КОЭФФИЦИЕНТОВ ===\n\n');
|
||||
@@ -288,7 +289,7 @@ fprintf(' SNR вход: %.1f дБ, выход: %.1f дБ, улучшение: %
|
||||
snr_current_in, snr_current_out, improvement_current);
|
||||
fprintf(' Задержка на 50 Гц: %.1f мс\n\n', gd_lpf_curr(idx_50hz_curr)/Fs*1000);
|
||||
|
||||
fprintf('ТЕМПЕРАТУРА (ФНЧ 10 Гц):\n');
|
||||
fprintf(' SNR вход: %.1f дБ, выход: %.1f дБ, улучшение: %.1f дБ\n', ...
|
||||
snr_temp_in, snr_temp_out, improvement_temp);
|
||||
fprintf(' Задержка на 1 Гц: %.1f мс\n\n', gd_lpf_temp(idx_1hz)/Fs*1000);
|
||||
% fprintf('ТЕМПЕРАТУРА (ФНЧ 10 Гц):\n');
|
||||
% fprintf(' SNR вход: %.1f дБ, выход: %.1f дБ, улучшение: %.1f дБ\n', ...
|
||||
% snr_temp_in, snr_temp_out, improvement_temp);
|
||||
% fprintf(' Задержка на 1 Гц: %.1f мс\n\n', gd_lpf_temp(idx_1hz)/Fs*1000);
|
||||
|
||||
230
Информация для программиста (УПП СП СЭД)/CALC/calc_filter.m
Normal file
230
Информация для программиста (УПП СП СЭД)/CALC/calc_filter.m
Normal file
@@ -0,0 +1,230 @@
|
||||
%% ===== РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТОВ БИКВАДРАТНОГО ФИЛЬТРА 50 Гц =====
|
||||
% Запуск: Ctrl+S (сохранить), потом F5 (запустить)
|
||||
|
||||
clear all; close all; clc;
|
||||
|
||||
%% 1. ПАРАМЕТРЫ (МЕНЯТЬ ЗДЕСЬ)
|
||||
fs = 1/25e-6; % Частота дискретизации (Гц)
|
||||
fc = 100; % Частота среза 50 Гц
|
||||
Q = 0.707; % Добротность (0.707 = Баттерворт)
|
||||
filter_type = 'lpf'; % 'lpf', 'hpf', 'bpf', 'notch'
|
||||
|
||||
test_freq = 55;
|
||||
|
||||
%% 2. РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТОВ
|
||||
w0 = 2 * pi * fc / fs;
|
||||
alpha = sin(w0) / (2 * Q);
|
||||
cos_w0 = cos(w0);
|
||||
|
||||
switch filter_type
|
||||
case 'lpf' % ФНЧ
|
||||
b0 = (1 - cos_w0) / 2;
|
||||
b1 = 1 - cos_w0;
|
||||
b2 = b0;
|
||||
a0 = 1 + alpha;
|
||||
a1 = -2 * cos_w0;
|
||||
a2 = 1 - alpha;
|
||||
|
||||
case 'hpf' % ФВЧ
|
||||
b0 = (1 + cos_w0) / 2;
|
||||
b1 = -(1 + cos_w0);
|
||||
b2 = b0;
|
||||
a0 = 1 + alpha;
|
||||
a1 = -2 * cos_w0;
|
||||
a2 = 1 - alpha;
|
||||
|
||||
case 'bpf' % Полосовой
|
||||
b0 = alpha;
|
||||
b1 = 0;
|
||||
b2 = -alpha;
|
||||
a0 = 1 + alpha;
|
||||
a1 = -2 * cos_w0;
|
||||
a2 = 1 - alpha;
|
||||
|
||||
case 'notch' % Режекторный (50 Гц)
|
||||
b0 = 1;
|
||||
b1 = -2 * cos_w0;
|
||||
b2 = 1;
|
||||
a0 = 1 + alpha;
|
||||
a1 = -2 * cos_w0;
|
||||
a2 = 1 - alpha;
|
||||
end
|
||||
|
||||
% Нормализация
|
||||
b = [b0, b1, b2] / a0;
|
||||
a = [1, a1/a0, a2/a0];
|
||||
|
||||
% Проверка полюсов
|
||||
poles = roots([1, a(2), a(3)]);
|
||||
if any(abs(poles) >= 1)
|
||||
error('Фильтр НЕУСТОЙЧИВ! Полюса: %s', mat2str(poles));
|
||||
end
|
||||
%% 3. ВЫВОД РЕЗУЛЬТАТОВ
|
||||
fprintf('\n══════════════════════════════════════════════════\n');
|
||||
fprintf('ПАРАМЕТРЫ ФИЛЬТРА:\n');
|
||||
fprintf('Тип: %s\n', upper(filter_type));
|
||||
fprintf('Частота среза: %.1f Гц\n', fc);
|
||||
fprintf('Частота дискретизации: %.0f Гц\n', fs);
|
||||
fprintf('Добротность Q: %.3f\n', Q);
|
||||
fprintf('══════════════════════════════════════════════════\n');
|
||||
|
||||
fprintf('\nКОЭФФИЦИЕНТЫ ДЛЯ CMSIS-DSP:\n');
|
||||
fprintf('float32_t coeffs[5] = {\n');
|
||||
fprintf(' %ff, // b0\n', b(1));
|
||||
fprintf(' %ff, // b1\n', b(2));
|
||||
fprintf(' %ff, // b2\n', b(3));
|
||||
fprintf(' %ff, // a1\n', a(2));
|
||||
fprintf(' %ff // a2\n', a(3));
|
||||
fprintf('};\n');
|
||||
|
||||
fprintf('\nФОРМАТ ДЛЯ Biquad_InitDirect:\n');
|
||||
fprintf('Biquad_InitDirect(&filter, %.6ff, %.6ff, %.6ff, %.6ff, %.6ff);\n', ...
|
||||
b(1), b(2), b(3), a(2), a(3));
|
||||
|
||||
%% 4. ПРОВЕРКА ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ
|
||||
[h, f] = freqz(b, a, 2048, fs);
|
||||
|
||||
figure();
|
||||
|
||||
% АЧХ
|
||||
subplot(1, 2, 1);
|
||||
plot(f, 20*log10(abs(h)), 'LineWidth', 2);
|
||||
grid on; hold on;
|
||||
xline(fc, '--r', 'Частота среза', 'LineWidth', 1.5);
|
||||
xlim([0, fs/2]);
|
||||
ylim([-60, 5]);
|
||||
xlabel('Частота (Гц)');
|
||||
ylabel('Усиление (дБ)');
|
||||
title(['АЧХ: ' upper(filter_type) ' фильтр ' num2str(fc) ' Гц']);
|
||||
|
||||
% ФЧХ
|
||||
subplot(1, 2, 2);
|
||||
plot(f, angle(h)*180/pi, 'LineWidth', 2);
|
||||
grid on; hold on;
|
||||
xline(fc, '--r', 'Частота среза', 'LineWidth', 1.5);
|
||||
xlim([0, fs/2]);
|
||||
xlabel('Частота (Гц)');
|
||||
ylabel('Фазовый сдвиг (градусы)');
|
||||
title(['ФЧХ: ' upper(filter_type) ' фильтр ' num2str(fc) ' Гц']);
|
||||
|
||||
%% 4b. ГРАФИК ЗАДЕРЖКИ (40-60 Гц)
|
||||
figure();
|
||||
|
||||
% Рассчитываем на нужном диапазоне частот
|
||||
f_range = 40:0.1:60; % Частоты с шагом 0.1 Гц
|
||||
h_range = freqz(b, a, f_range, fs);
|
||||
|
||||
% Групповая задержка (численная производная)
|
||||
phase_unwrapped = unwrap(angle(h_range));
|
||||
w_range = 2*pi*f_range/fs;
|
||||
group_delay = -gradient(phase_unwrapped) ./ gradient(w_range);
|
||||
|
||||
% Фазовая задержка
|
||||
phase_delay = -angle(h_range) ./ w_range;
|
||||
|
||||
% График 1: Групповая задержка
|
||||
subplot(1, 2, 1);
|
||||
plot(f_range, group_delay * 1000, 'LineWidth', 3);
|
||||
grid on; hold on;
|
||||
xline(test_freq, '--r', '50 Гц', 'LineWidth', 2, 'FontSize', 12);
|
||||
xlim([40, 60]);
|
||||
ylim([0, max(group_delay*1000)*1.1]);
|
||||
xlabel('Частота (Гц)', 'FontSize', 12);
|
||||
ylabel('Групповая задержка (мс)', 'FontSize', 12);
|
||||
title(['Групповая задержка: ' upper(filter_type) ' фильтр'], 'FontSize', 14);
|
||||
|
||||
% Значение на 50 Гц
|
||||
idx_50 = find(f_range >= test_freq, 1);
|
||||
if ~isempty(idx_50)
|
||||
delay_50hz = group_delay(idx_50) * 1000;
|
||||
plot(test_freq, delay_50hz, 'ro', 'MarkerSize', 15, 'LineWidth', 3);
|
||||
text(test_freq + 0.5, delay_50hz*1.05, sprintf('%.2f мс', delay_50hz), ...
|
||||
'FontSize', 14, 'FontWeight', 'bold', 'BackgroundColor', 'white');
|
||||
end
|
||||
|
||||
% График 2: Фазовая задержка
|
||||
subplot(1, 2, 2);
|
||||
plot(f_range, phase_delay * 1000, 'LineWidth', 3, 'Color', [0, 0.5, 0]);
|
||||
grid on; hold on;
|
||||
xline(test_freq, '--r', '50 Гц', 'LineWidth', 2, 'FontSize', 12);
|
||||
xlim([40, 60]);
|
||||
xlabel('Частота (Гц)', 'FontSize', 12);
|
||||
ylabel('Фазовая задержка (мс)', 'FontSize', 12);
|
||||
title(['Фазовая задержка: ' upper(filter_type) ' фильтр'], 'FontSize', 14);
|
||||
|
||||
% Значение на 50 Гц
|
||||
if ~isempty(idx_50)
|
||||
phase_delay_50hz = phase_delay(idx_50) * 1000;
|
||||
plot(test_freq, phase_delay_50hz, 'ro', 'MarkerSize', 15, 'LineWidth', 3);
|
||||
text(test_freq + 0.5, phase_delay_50hz*1.05, sprintf('%.2f мс', phase_delay_50hz), ...
|
||||
'FontSize', 14, 'FontWeight', 'bold', 'BackgroundColor', 'white');
|
||||
end
|
||||
|
||||
%% 4c. ГРАФИК УСИЛЕНИЯ (40-60 Гц)
|
||||
figure();
|
||||
|
||||
% Усиление в дБ
|
||||
gain_db = 20*log10(abs(h_range));
|
||||
|
||||
plot(f_range, gain_db, 'LineWidth', 3, 'Color', [0.8, 0, 0]);
|
||||
grid on; hold on;
|
||||
xline(test_freq, '--r', '50 Гц', 'LineWidth', 2, 'FontSize', 12);
|
||||
xlim([40, 60]);
|
||||
ylim([min(gain_db)-1, max(gain_db)+1]);
|
||||
xlabel('Частота (Гц)', 'FontSize', 12);
|
||||
ylabel('Усиление (дБ)', 'FontSize', 12);
|
||||
title(['Усиление: ' upper(filter_type) ' фильтр (40-60 Гц)'], 'FontSize', 14);
|
||||
|
||||
% Значение на 50 Гц
|
||||
if ~isempty(idx_50)
|
||||
gain_50hz = gain_db(idx_50);
|
||||
plot(test_freq, gain_50hz, 'ro', 'MarkerSize', 15, 'LineWidth', 3);
|
||||
text(test_freq +0.5, gain_50hz, sprintf('%.2f дБ', gain_50hz), ...
|
||||
'FontSize', 14, 'FontWeight', 'bold', 'BackgroundColor', 'white');
|
||||
end
|
||||
|
||||
%% 5. ТЕСТОВЫЙ СИГНАЛ
|
||||
t = 0:1/fs:0.2; % 200 мс
|
||||
f_test = test_freq; % Тест на 50 Гц
|
||||
signal = sin(2*pi*f_test*t);
|
||||
|
||||
% Фильтрация
|
||||
filtered = filter(b, a, signal);
|
||||
|
||||
figure();
|
||||
subplot(2, 1, 1);
|
||||
plot(t, signal, 'b', 'LineWidth', 1.5);
|
||||
hold on; grid on;
|
||||
plot(t, filtered, 'r', 'LineWidth', 2);
|
||||
xlabel('Время (с)');
|
||||
ylabel('Амплитуда');
|
||||
legend('Исходный', 'После фильтра', 'Location', 'best');
|
||||
title(['Тест фильтра: ' num2str(f_test) ' Гц']);
|
||||
|
||||
% Спектр
|
||||
subplot(2, 1, 2);
|
||||
[P1, f1] = pwelch(signal, [], [], [], fs);
|
||||
[P2, f2] = pwelch(filtered, [], [], [], fs);
|
||||
plot(f1, 10*log10(P1), 'b', 'LineWidth', 1.5);
|
||||
hold on; grid on;
|
||||
plot(f2, 10*log10(P2), 'r', 'LineWidth', 2);
|
||||
xlim([0, 200]);
|
||||
xlabel('Частота (Гц)');
|
||||
ylabel('Мощность (дБ)');
|
||||
legend('Исходный', 'После фильтра', 'Location', 'best');
|
||||
title('Спектр сигнала');
|
||||
|
||||
|
||||
fprintf('\n══════════════════════════════════════════════════\n');
|
||||
fprintf('ЗНАЧЕНИЯ НА %d Гц:\n', f_test);
|
||||
|
||||
if ~isempty(idx_50)
|
||||
fprintf('Групповая задержка: %.2f мс\n', delay_50hz);
|
||||
fprintf('Фазовая задержка: %.2f мс\n', phase_delay_50hz);
|
||||
fprintf('Усиление: %.2f дБ (%.3f в линейном масштабе)\n', ...
|
||||
gain_50hz, abs(h_range(idx_50)));
|
||||
else
|
||||
fprintf('Не удалось рассчитать значения на 50 Гц\n');
|
||||
end
|
||||
|
||||
fprintf('══════════════════════════════════════════════════\n');
|
||||
199
Информация для программиста (УПП СП СЭД)/CALC/test_filt.m
Normal file
199
Информация для программиста (УПП СП СЭД)/CALC/test_filt.m
Normal file
@@ -0,0 +1,199 @@
|
||||
%% МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОЛОСОВОГО ФИЛЬТРА С ДИФФЕРЕНЦИАТОРОМ
|
||||
clear all; close all; clc;
|
||||
|
||||
%% 1. ПАРАМЕТРЫ ФИЛЬТРА (подставь свои значения)
|
||||
b0 = 0.000392540911;
|
||||
b1 = 0.0;
|
||||
b2 = -0.000392540911;
|
||||
a1 = -1.99915338;
|
||||
a2 = 0.999214947;
|
||||
|
||||
% Или рассчитай новые:
|
||||
center_freq = 50; % Центральная частота (Гц)
|
||||
sample_freq = 40000; % Частота дискретизации (Гц)
|
||||
bandwidth = 5; % Ширина полосы (Гц)
|
||||
|
||||
% %% 2. РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТОВ (если нужно)
|
||||
% if 1 % Поставь 0 если используешь готовые коэффициенты выше
|
||||
% % Отношение частот
|
||||
% fc_ratio = center_freq / sample_freq;
|
||||
% bandwidth_ratio = bandwidth / center_freq;
|
||||
%
|
||||
% % Расчет коэффициентов полосового фильтра
|
||||
% w0 = 2 * pi * fc_ratio;
|
||||
% Q = 1 / bandwidth_ratio;
|
||||
% alpha = sin(w0) / (2 * Q);
|
||||
% cos_w0 = cos(w0);
|
||||
%
|
||||
% % Коэффициенты биквадратного полосового фильтра
|
||||
% b0_bp = alpha;
|
||||
% b1_bp = 0;
|
||||
% b2_bp = -alpha;
|
||||
% a0_bp = 1 + alpha;
|
||||
% a1_bp = -2 * cos_w0;
|
||||
% a2_bp = 1 - alpha;
|
||||
%
|
||||
% % Нормализация (a0 = 1)
|
||||
% b0 = b0_bp / a0_bp;
|
||||
% b1 = b1_bp / a0_bp;
|
||||
% b2 = b2_bp / a0_bp;
|
||||
% a1 = a1_bp / a0_bp;
|
||||
% a2 = a2_bp / a0_bp;
|
||||
% end
|
||||
|
||||
fprintf('Коэффициенты фильтра:\n');
|
||||
fprintf('b0 = %.6f\n', b0);
|
||||
fprintf('b1 = %.6f\n', b1);
|
||||
fprintf('b2 = %.6f\n', b2);
|
||||
fprintf('a1 = %.6f\n', a1);
|
||||
fprintf('a2 = %.6f\n', a2);
|
||||
|
||||
%% 3. ПРОВЕРКА УСТОЙЧИВОСТИ
|
||||
poles = roots([1, a1, a2]);
|
||||
fprintf('\nПолюса фильтра:\n');
|
||||
for i = 1:length(poles)
|
||||
fprintf(' pole%d = %.6f %+.6fj (|pole| = %.6f)\n', ...
|
||||
i, real(poles(i)), imag(poles(i)), abs(poles(i)));
|
||||
end
|
||||
|
||||
if any(abs(poles) >= 1)
|
||||
fprintf('⚠️ ВНИМАНИЕ: Фильтр НЕУСТОЙЧИВ!\n');
|
||||
else
|
||||
fprintf('✅ Фильтр устойчив\n');
|
||||
end
|
||||
|
||||
%% 5. ЧАСТОТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЛНОГО ФИЛЬТРА (с дифференциатором)
|
||||
% Дифференциатор: H_diff(z) = 1 - z^-1
|
||||
b_diff = [1, -1];
|
||||
a_diff = 1;
|
||||
|
||||
% % Каскадное соединение: дифференциатор + полосовой фильтр
|
||||
% b_total = conv(b_diff, b_bp); % Перемножение полиномов
|
||||
% a_total = conv(a_diff, a_bp);
|
||||
% полосовой фильтр
|
||||
b_total = [b0, b1, b2];
|
||||
a_total = [1, a1, a2];
|
||||
|
||||
[h_total, f_total] = freqz(b_total, a_total, 2048, sample_freq);
|
||||
|
||||
figure();
|
||||
subplot(1,2,1);
|
||||
plot(f_total, 20*log10(abs(h_total)), 'r', 'LineWidth', 2);
|
||||
grid on; hold on;
|
||||
xline(center_freq, '--r', sprintf('%d Гц', center_freq), 'LineWidth', 1.5);
|
||||
xlim([0, sample_freq/2]);
|
||||
ylim([-60, 20]);
|
||||
xlabel('Частота (Гц)');
|
||||
ylabel('Усиление (дБ)');
|
||||
title('АЧХ полного фильтра (дифференциатор + полосовой)');
|
||||
|
||||
subplot(1,2,2);
|
||||
plot(f_total, angle(h_total)*180/pi, 'r', 'LineWidth', 2);
|
||||
grid on; hold on;
|
||||
xline(center_freq, '--r', sprintf('%d Гц', center_freq), 'LineWidth', 1.5);
|
||||
xlim([0, sample_freq/2]);
|
||||
xlabel('Частота (Гц)');
|
||||
ylabel('Фаза (градусы)');
|
||||
title('ФЧХ полного фильтра (дифференциатор + полосовой)');
|
||||
|
||||
%% 6. МОДЕЛИРОВАНИЕ ВО ВРЕМЕННОЙ ОБЛАСТИ
|
||||
% Создаем тестовый сигнал
|
||||
duration = 0.2; % 200 мс
|
||||
t = 0:1/sample_freq:duration;
|
||||
|
||||
% Сигнал 50 Гц + шум
|
||||
signal_freq = 50;
|
||||
signal = sin(2*pi*signal_freq*t) + 0.1*randn(size(t));
|
||||
|
||||
% Имитация работы твоего кода на C
|
||||
% Прямая форма II с дифференциатором
|
||||
x1 = 0; x2 = 0; % Состояния входа фильтра
|
||||
y1 = 0; y2 = 0; % Состояния выхода фильтра
|
||||
prev_input = 0; % Для дифференциатора
|
||||
|
||||
filtered_signal = zeros(size(signal));
|
||||
|
||||
for i = 1:length(signal)
|
||||
% 1. Дифференциатор
|
||||
diff = signal(i);
|
||||
prev_input = signal(i);
|
||||
|
||||
% 2. Полосовой фильтр (прямая форма II)
|
||||
y = b0*diff + b1*x1 + b2*x2 - a1*y1 - a2*y2;
|
||||
|
||||
% 3. Обновление состояний
|
||||
x2 = x1;
|
||||
x1 = diff;
|
||||
y2 = y1;
|
||||
y1 = y;
|
||||
|
||||
filtered_signal(i) = y;
|
||||
end
|
||||
|
||||
% Встроенная функция MATLAB для сравнения
|
||||
filtered_matlab = filter(b_total, a_total, signal);
|
||||
|
||||
figure();
|
||||
|
||||
% Сигнал и выход
|
||||
subplot(2,1,1);
|
||||
plot(t, signal, 'b', 'LineWidth', 1);
|
||||
hold on; grid on;
|
||||
plot(t, filtered_signal, 'r', 'LineWidth', 2);
|
||||
plot(t, filtered_matlab, 'g--', 'LineWidth', 1);
|
||||
xlabel('Время (с)');
|
||||
ylabel('Амплитуда');
|
||||
legend('Исходный сигнал', 'Наш фильтр (имитация C)', 'MATLAB filter()', ...
|
||||
'Location', 'best');
|
||||
title(sprintf('Тестовый сигнал: %d Гц + помеха 150 Гц + шум', signal_freq));
|
||||
|
||||
% Ошибка между нашей реализацией и MATLAB
|
||||
subplot(2,1,2);
|
||||
error = filtered_signal - filtered_matlab;
|
||||
plot(t, error, 'k', 'LineWidth', 1);
|
||||
grid on;
|
||||
xlabel('Время (с)');
|
||||
ylabel('Ошибка');
|
||||
title('Разница между нашей реализацией и MATLAB filter()');
|
||||
fprintf('\nМаксимальная ошибка: %.2e\n', max(abs(error)));
|
||||
|
||||
%% 7. АНАЛИЗ НА ЧАСТОТЕ 50 Гц
|
||||
freq_test = 50;
|
||||
w_test = 2*pi*freq_test/sample_freq;
|
||||
z = exp(1i*w_test);
|
||||
|
||||
% Передаточная функция полного фильтра
|
||||
H_z = (b0 + b1*z^-1 + b2*z^-2) / (1 + a1*z^-1 + a2*z^-2) * (1 - z^-1);
|
||||
|
||||
fprintf('\n══════════════════════════════════════════════════\n');
|
||||
fprintf('АНАЛИЗ НА %d Гц:\n', freq_test);
|
||||
fprintf('Усиление: %.3f (%.2f дБ)\n', abs(H_z), 20*log10(abs(H_z)));
|
||||
fprintf('Фазовый сдвиг: %.1f градусов\n', angle(H_z)*180/pi);
|
||||
fprintf('Задержка: %.2f мс (фазовая)\n', -angle(H_z)*1000/(2*pi*freq_test));
|
||||
fprintf('══════════════════════════════════════════════════\n');
|
||||
|
||||
%% 8. ГРАФИК ПОЛЮСОВ И НУЛЕЙ
|
||||
figure();
|
||||
|
||||
% Единичная окружность
|
||||
theta = linspace(0, 2*pi, 100);
|
||||
plot(cos(theta), sin(theta), 'k--', 'LineWidth', 1);
|
||||
hold on; grid on; axis equal;
|
||||
|
||||
% Полюса (красные кресты)
|
||||
plot(real(poles), imag(poles), 'rx', 'MarkerSize', 15, 'LineWidth', 2);
|
||||
|
||||
% Нули полосового фильтра
|
||||
zeros_bp = roots([b0, b1, b2]);
|
||||
plot(real(zeros_bp), imag(zeros_bp), 'bo', 'MarkerSize', 10, 'LineWidth', 2);
|
||||
|
||||
% Нули дифференциатора (z=1)
|
||||
plot(1, 0, 'go', 'MarkerSize', 10, 'LineWidth', 2);
|
||||
|
||||
xlim([-1.2, 1.2]);
|
||||
ylim([-1.2, 1.2]);
|
||||
xlabel('Re(z)');
|
||||
ylabel('Im(z)');
|
||||
title('Диаграмма полюсов и нулей фильтра');
|
||||
legend('Единичная окружность', 'Полюса', 'Нули полосового фильтра', ...
|
||||
'Нуль дифференциатора (z=1)', 'Location', 'best');
|
||||
Reference in New Issue
Block a user