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STM32F4-Base/App/algo/phasor.h
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wandering1 f5902bcc21 docs(design): 运行/自检记录与 ADC 节拍两篇改为现状设计并去掉档名"说明"
两篇规划期文档改成对当前系统的描述,档名统一去掉"设计说明"的"说明"。

运行与自检记录:
- 旧档重写为现状版(10 节:概览 / 记录布局 / 写入路径 / 读取与呈现 /
  事件分类 / 控制台日志 / 双端差异 / 内存 / 异常恢复 / 自测要点),
  删掉需求表、调研摘要、模块清单动作列、实施步骤与开放问题。
- 按代码纠正:七类记录齐备(原文只写了两类)、自检描述串换成实际
  落盘的 28 条、待机阈值以 ui_tokens.h 为准、记录页已走 ui_w_records
  共享组件、容量满只删该文件而非整卷清空。
- 待机屏移出本篇:它不属于日志,归 UI 侧;内容页架构补"待机屏
  (覆盖层)"一节,产品需求 FR-LOG-3 拆成单纯的上电/重启分类,
  待机显示归口已有的 FR-UI-3。

ADC 采样节拍:
- §4.5 从 45 行压到 24 行,只留规则 / 违反的代价 / 为什么 / 兜底与
  档案指针;九路置换实测表、A/B 对照、探针计数等取证归
  ADC_Trap_Records.md 的 TRAP-ADC-01(那里已有完整档案)。
- adc1_gap 字段去掉"2026-10-21 起、此前固件为次数"的修订记录式括号。
- app_main.c 的注释改为指向 TRAP-ADC-01 取证、§4.5 设计口径。

引用同步:两个旧档名全仓替换(含代码注释、角色档、归档 id 表),
旧名残留 0;对 ADC 篇的 § 引用逐条复核落在真实章节上。

验证:48 个提交期钩子全通过,check_doc_links --sections-strict 通过。
2026-11-15 21:30:07 +08:00

121 lines
4.8 KiB
C
Raw Blame History

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/*
* 模块名称:相量计算层(全周傅氏相量计算)
* 模块功能:全周傅氏(全周波傅里叶)算法——对一周波 20 点采样做单频 DFT,
* 产出基波/谐波相量。系数表**预乘 √2/N**(口径见
* `docs/算法/傅氏算法详解.md` §2.3),故 `fAmSQ = √(fRe²+fIm²)`
* **直接就是有效值**,无需再除 √2。
* 覆盖规划 §3.2:全周傅氏系数表 / 基波相量实例 / 相量有效值输出 /
*(保护功能清单见 docs/算法/继电保护功能复现规划.md)
* 每 1 ms 滑动窗刷新 / 双区指针原子交换。
* ⚠ 本层**纯算法**:不碰寄存器、不碰任务调度、不自己取数(输入由
* `sample_ring` 提供)→ 主机侧可纯逻辑单测。
* 适用平台:STM32F407ZGTx(Cortex-M4F,硬件 FPU)
* 作者:王建锋
* 创建日期:2026-10-10
* 修改记录:
* v1.0 2026-10-10 王建锋 创建:全周傅氏系数表 等(基波 + 谐波相量)
*/
#ifndef PHASOR_H
#define PHASOR_H
#include <stdint.h>
#include "adc_input.h" /* adc_semantic_t:实例按语义通道绑定 */
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/* 每周波采样点数(1000 Hz @ 50 Hz,见 docs/子系统设计/ADC采样节拍设计.md) */
#define PHASOR_N 20U
/* 相量结果(**有效值口径**)。字段名沿用参考系统 `{fRe, fIm, fAm, fAmSQ}`
* (规划 §10.2 术语表:实部/虚部/幅值/有效值):
* fRe - 实部 = a1/√2(有效值相量实部)
* fIm - 虚部 = b1/√2(有效值相量虚部)
* fAm - 幅值 = √2·√(fRe²+fIm²)(正弦峰值 A1)
* fAmSQ - 有效值 = √(fRe²+fIm²)(系数已折算 √2/N,故直接即有效值)
* 相位输出按需由 `atan2(fIm, fRe)` 导出,不常驻本结构。 */
typedef struct {
float fRe;
float fIm;
float fAm;
float fAmSQ;
} phasor_t;
/* 基波相量实例:**数据驱动**——新增实例只需在实例表尾加一行 */
typedef struct {
const char *name; /* 实例名(日志 / UI 用) */
adc_semantic_t sem; /* 语义通道 */
uint8_t harm; /* 谐波次数(1=基波,2=二次,5=五次…) */
} phasor_inst_t;
/*
* 函数功能:相量层初始化
* 入口参数:无
* 返 回 值:0 - 成功
* 限定条件:内核启动前调用(无 RTOS 依赖)
* 函数说明:清双区结果与有效标志,并复位采样环缓冲;可重复调用(幂等)。
*/
int phasor_init(void);
/*
* 函数功能:取相量实例数
* 入口参数:无
* 返 回 值:实例个数
* 限定条件:无
* 函数说明:供遍历 / 日志打印。
*/
uint8_t phasor_inst_count(void);
/*
* 函数功能:取相量实例描述
* 入口参数:idx - 实例下标
* 返 回 值:指向静态实例表的指针;idx 越界返回 NULL
* 限定条件:无
* 函数说明:返回静态存储地址,调用方不得修改。
*/
const phasor_inst_t *phasor_inst(uint8_t idx);
/*
* 函数功能:重算全部实例并从计算区原子切换到使用区(每 1 ms 滑动窗刷新 + 双区指针原子交换)
* 入口参数:无
* 返 回 值:无
* 限定条件:仅任务上下文调用;须先经 `sample_ring_push_frame()` 压入本拍数据
* 函数说明:以"当前时刻为终止的前一周波"为窗,**20 点全部重算**(暴力法,
* 无累积误差)。**任一实例数据不足一周波则本拍整体不产出**(不切换
* 使用区),避免部分新部分旧的混合结果。每拍更新,故相量刷新周期 = 1 ms。
*/
void phasor_run(void);
/*
* 函数功能:读实例结果(使用区,无锁)
* 入口参数:idx - 实例下标
* out - 输出相量
* 返 回 值:0 - 成功;-1 - 参数错;-2 - 尚无有效结果(未攒满一周波)
* 限定条件:无
* 函数说明:读的是"使用区",与正在写的"计算区"物理隔离 → 无撕裂、无锁。
*/
int phasor_get(uint8_t idx, phasor_t *out);
/*
* 函数功能:对 n 点窗口算 harm 次相量(全周傅氏系数表 + 相量有效值输出)
* 入口参数:x - 采样窗(按时间序,旧 → 新;长度须 = PHASOR_N)
* n - 窗长(必须等于 PHASOR_N)
* harm - 谐波次数(>=1)
* out - 输出相量
* 返 回 值:无(参数非法时 out 保持不动)
* 限定条件:无
* 函数说明:**纯函数**(无状态),可脱离采样环独立调用,便于单测与复用。
* 索引步进 = 谐波次数即可取任意次谐波(sin 以 2π 为周期,
* 故 `sin(2π·((n·h) mod N)/N) ≡ sin(2π·n·h/N)`)。
*/
void phasor_calc(const float *x, uint8_t n, uint8_t harm, phasor_t *out);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif /* PHASOR_H */