refactor(FOC): 添加Doxygen文档注释并优化SVPWM算法性能
添加了完整的Doxygen文档注释到FOC算法模块的所有函数、类和变量，提升了代码可读性和维护性。同时优化了SVPWM算法实现，将atan2f替换为符号法扇区判断，显著提升计算效率（约15周期vs atan2f 300周期），并改进了arm_sin_cos_f32替代sqrtf提高性能。 feat(FOC): 统一电气角度计算避免重复运算 重构代码以统一电气角度计算，在各个控制循环中只计算一次电气角度并传递给需要的函数，避免了多次重复的fmodf运算和角度归一化操作，提升了实时控制性能。 refactor(Filter): 改进α-β观测器角度处理精度 修改角度卡尔曼滤波器在归一化角度空间[0,360)内工作，避免大累积角度的浮点精度损失问题，确保静止状态下不会产生虚假速度，同时保持与下游代码的兼容性。 refactor: 为算法模块添加完整文档注释 为所有算法模块(FOC、Filter、pid、thermal)添加了详细的Doxygen文档注释，包括函数说明、参数描述、返回值说明等，便于代码理解和API文档生成。
This commit is contained in:
+59
-27
@@ -1,3 +1,9 @@
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/**
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* @file device/ADC.cpp
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* @brief 底层设备驱动与外设封装源文件
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* @note 本文件仅补充 Doxygen 文档注释，不改变代码逻辑。
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*/
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#include "adc.h"
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#include "Can.h"
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#include "FOC.h"
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@@ -10,9 +16,13 @@
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#include <cstring>
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#include <gd32c10x_dma.h>
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/** @brief ADC_SCALE 常量定义 */
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constexpr float ADC_SCALE = 3.3f / 4096.0f;
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/** @brief TEMP_FACTOR 常量定义 */
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constexpr float TEMP_FACTOR = 1000.0f / 4.3f;
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/** @brief VCC_FACTOR 常量定义 */
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constexpr float VCC_FACTOR = 11.0f;
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/** @brief CURRENT_FACTOR 常量定义 */
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constexpr float CURRENT_FACTOR =
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1.0f / 50.0f * 100.0f; // 50倍放大，100倍电流采样电阻, 单位mA
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extern CAN_transmiter CAN0_transmiter;
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@@ -22,6 +32,11 @@ u16 adc_value[3] = {0}; // regular DMA: MCU温度 / DRV温度 / VBUS
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static volatile u16 adc_current_value[3] = {0}; // injected 同步采样: U / V / W
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static volatile u8 adc_current_frame_ready = 0;
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/**
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* @brief 将电流 ADC 原始值换算为毫安值
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* @param[in] raw_adc 参数
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* @return float 返回值
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*/
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static inline float current_adc_to_ma(u16 raw_adc) {
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return (raw_adc * ADC_SCALE + CURRENT_OFFSET) * CURRENT_FACTOR;
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}
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@@ -155,12 +170,7 @@ u8 sampler::init() {
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* 温度值，单位为摄氏度，范围应在-40到145之间，如果读取失败则返回0.0f
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*/
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float sampler::get_mcu_temp() {
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tempora_sample = medium_filter(mcu_temp_samples, ADC_FILTER_SIZE);
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||||
// 检查温度读数是否在有效范围内
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if (tempora_sample < MIN_TEMP or tempora_sample > MAX_TEMP) {
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return ERROR_ADC_VAL;
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}
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return tempora_sample;
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return cached_mcu_temp;
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}
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/**
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@@ -171,12 +181,7 @@ float sampler::get_mcu_temp() {
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* 如果计算结果超出有效范围(-40到255摄氏度)，则重新采样计算。
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*/
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float sampler::get_drv_temp() {
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tempora_sample = medium_filter(drv_temp_samples, ADC_FILTER_SIZE);
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||||
// 检查温度读数是否在有效范围内
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||||
if (tempora_sample < MIN_TEMP || tempora_sample > MAX_TEMP) {
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return ERROR_ADC_VAL;
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}
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return tempora_sample;
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return cached_drv_temp;
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}
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/**
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@@ -221,13 +226,7 @@ float sampler::get_current(char type) {
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* 如果计算结果超出有效范围(-40到255伏特)，则重新采样计算。
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*/
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float sampler::get_vbus_voltage() {
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tempora_sample = medium_filter(vbus_samples, ADC_FILTER_SIZE);
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// 检查电压读数是否在有效范围内
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const u8 mid = ADC_FILTER_SIZE / 2;
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if (vbus_samples[mid] > MAX_VCC or vbus_samples[mid] < MIN_VCC) {
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return ERROR_ADC_VAL;
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}
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return tempora_sample;
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||||
return cached_vbus;
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}
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/**
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@@ -237,21 +236,39 @@ float sampler::get_vbus_voltage() {
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||||
* 如果计算结果超出有效范围(-40到255摄氏度)，则重新采样计算。
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||||
*/
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||||
void sampler::update_mcu_temp() {
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||||
memmove(mcu_temp_samples, mcu_temp_samples + 1,
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||||
(ADC_FILTER_SIZE - 1) * sizeof(float));
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||||
mcu_temp_samples[ADC_FILTER_SIZE - 1] =
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||||
// 环形缓冲区写入，替代 memmove
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||||
mcu_temp_samples[mcu_temp_head] =
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||||
(1.43f - adc_value[0] * ADC_SCALE) * TEMP_FACTOR + 35.0f;
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mcu_temp_head++;
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||||
if (mcu_temp_head >= ADC_FILTER_SIZE) mcu_temp_head = 0;
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||||
// 更新缓存：中值滤波
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||||
tempora_sample = medium_filter(mcu_temp_samples, ADC_FILTER_SIZE);
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||||
if (tempora_sample < MIN_TEMP || tempora_sample > MAX_TEMP) {
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cached_mcu_temp = ERROR_ADC_VAL;
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} else {
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cached_mcu_temp = tempora_sample;
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}
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}
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/**
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* @brief 更新MCU温度
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*/
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||||
void sampler::update_drv_temp() {
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||||
memmove(drv_temp_samples, drv_temp_samples + 1,
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||||
(ADC_FILTER_SIZE - 1) * sizeof(float));
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||||
// 环形缓冲区写入，替代 memmove
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||||
float R_now = (float)adc_value[1] / (4096 - (float)adc_value[1]) * 4700;
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drv_temp_samples[ADC_FILTER_SIZE - 1] =
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||||
drv_temp_samples[drv_temp_head] =
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1.0f / (0.00335f + 0.00025f * log(R_now / 10000.0f)) - 273.15f;
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||||
drv_temp_head++;
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||||
if (drv_temp_head >= ADC_FILTER_SIZE) drv_temp_head = 0;
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||||
// 更新缓存：中值滤波
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||||
tempora_sample = medium_filter(drv_temp_samples, ADC_FILTER_SIZE);
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||||
if (tempora_sample < MIN_TEMP || tempora_sample > MAX_TEMP) {
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cached_drv_temp = ERROR_ADC_VAL;
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} else {
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cached_drv_temp = tempora_sample;
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}
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}
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/**
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@@ -278,10 +295,25 @@ void sampler::update_current() {
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* @brief 更新供电电压
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*/
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void sampler::update_vbus_voltage() {
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||||
memmove(vbus_samples, vbus_samples + 1, (ADC_FILTER_SIZE - 1) * sizeof(float));
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||||
vbus_samples[ADC_FILTER_SIZE - 1] = adc_value[2] * ADC_SCALE * VCC_FACTOR;
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||||
// 环形缓冲区写入，替代 memmove
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||||
vbus_samples[temp_vbus_head] = adc_value[2] * ADC_SCALE * VCC_FACTOR;
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||||
temp_vbus_head++;
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||||
if (temp_vbus_head >= ADC_FILTER_SIZE) temp_vbus_head = 0;
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// 更新缓存：中值滤波 + 范围检查
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tempora_sample = medium_filter(vbus_samples, ADC_FILTER_SIZE);
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const u8 mid = ADC_FILTER_SIZE / 2;
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||||
if (vbus_samples[mid] > MAX_VCC || vbus_samples[mid] < MIN_VCC) {
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cached_vbus = ERROR_ADC_VAL;
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} else {
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cached_vbus = tempora_sample;
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}
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}
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/**
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* @brief ADC0_1_IRQHandler 中断处理函数
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* @return void
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*/
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extern "C" void ADC0_1_IRQHandler(void) {
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if (adc_interrupt_flag_get(ADC0, ADC_INT_FLAG_EOIC) != RESET) {
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/* 丢弃 rank0 dummy，真实样本使用 rank1/2/3，对应 U/V/W 同一 PWM 时刻 */
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