[發(fā)明專利]一種電機(jī)轉(zhuǎn)角實(shí)時(shí)估計(jì)方法與裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510867339.6
• 申請(qǐng)日: 2015-12-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105720880B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 和陽(yáng);朱紀(jì)洪;王春明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02P21/18
• 分類(lèi)號(hào): H02P21/18
• 代理公司: 北京三聚陽(yáng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11250
• 代理人: 張建綱

1.一種電機(jī)轉(zhuǎn)角實(shí)時(shí)估計(jì)方法，其特征在于包含下述步驟：

(1)捕獲中斷時(shí)，讀取用于實(shí)施所述電機(jī)轉(zhuǎn)角實(shí)時(shí)估計(jì)方法的數(shù)字控制器的內(nèi)部時(shí)鐘CTR當(dāng)前計(jì)數(shù)值，讀取后立即將CTR計(jì)數(shù)值清零；

(2)計(jì)算CTR當(dāng)前計(jì)數(shù)值與前一次CTR計(jì)數(shù)值的差值CAP1，根據(jù)數(shù)字控制器內(nèi)部時(shí)鐘周期T₀，得到電機(jī)旋轉(zhuǎn)電角度所對(duì)應(yīng)的時(shí)間T＝CAP1·T₀；計(jì)算電機(jī)角速度并保存本次CTR計(jì)數(shù)值，供下次比較使用；

(3)讀取所述數(shù)字控制器的N個(gè)通用數(shù)字輸入端口的電平值，根據(jù)用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子區(qū)間的數(shù)字式位置傳感器與轉(zhuǎn)子位置對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到轉(zhuǎn)子位置所在區(qū)間；

(4)根據(jù)位置信號(hào)跳變前轉(zhuǎn)子位置所在區(qū)間和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向，確定位置信號(hào)跳變后轉(zhuǎn)子位置所在區(qū)間的初始位置角θ₀，并保存記錄本次數(shù)字式位置傳感器的電平邏輯；

(5)定時(shí)中斷服務(wù)程序每隔Δt執(zhí)行一次；讀取上述控制器內(nèi)部時(shí)鐘CTR當(dāng)前計(jì)數(shù)值，得到位置信號(hào)跳變后至當(dāng)前時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的時(shí)間：△T＝CTR·T₀，預(yù)估出轉(zhuǎn)子當(dāng)前的轉(zhuǎn)子位置角預(yù)估值θ＝θ₀+ω·△T；

(6)將轉(zhuǎn)子當(dāng)前的轉(zhuǎn)子位置角預(yù)估值θ的范圍限定在0～360°；

(7)調(diào)用步驟(3)，確定轉(zhuǎn)子位置所在區(qū)間；

(8)根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)子位置所在區(qū)間，對(duì)步驟(6)中所述轉(zhuǎn)子當(dāng)前的轉(zhuǎn)子位置角預(yù)估值θ的有效性進(jìn)行監(jiān)控；當(dāng)轉(zhuǎn)子位置角預(yù)估值超出轉(zhuǎn)子位置所在區(qū)間時(shí)，則根據(jù)轉(zhuǎn)子位置角預(yù)估值有效性關(guān)系表對(duì)轉(zhuǎn)子位置角預(yù)估值的合理性進(jìn)行判斷并修正；

(9)將修正后的轉(zhuǎn)子位置角預(yù)估值θ用于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，實(shí)現(xiàn)矢量控制算法。

2.一種用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的裝置，其特征在于，含有一個(gè)數(shù)字控制器和一個(gè)異或門(mén)電路；其中：

所述數(shù)字控制器包含一個(gè)捕獲輸入端口，N個(gè)通用數(shù)字輸入端口，M個(gè)輸出端口；所述N個(gè)通用數(shù)字輸入端口分別與N個(gè)數(shù)字式位置傳感器的輸出相連；N個(gè)數(shù)字式位置傳感器的輸出同時(shí)連接至一個(gè)具有N路輸入端的異或門(mén)電路，所述異或門(mén)電路的輸出端與上述數(shù)字控制器的捕獲輸入端口相連；上述數(shù)字控制器的輸出端口包含M個(gè)PWM端口，用于輸出脈寬調(diào)制PWM波，對(duì)電機(jī)各相電壓進(jìn)行控制，其中M與電機(jī)相數(shù)相同；數(shù)字控制器通過(guò)調(diào)制PWM波的脈寬，改變控制電壓大小；

所述數(shù)字控制器內(nèi)部含有一個(gè)捕獲觸發(fā)中斷源和一個(gè)定時(shí)中斷源；所述捕獲觸發(fā)中斷源的信號(hào)來(lái)自于所述捕獲輸入端口，為上下邊沿觸發(fā)中斷；所述定時(shí)中斷源來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)部定時(shí)器，定時(shí)周期為Δt；

該裝置中要求與所述數(shù)字控制器和異或門(mén)相連的N個(gè)數(shù)字式位置傳感器安裝角之間的電角度為對(duì)于僅裝有兩個(gè)數(shù)字式位置傳感器的特定情況，間隔電角度為90°；對(duì)于裝有三個(gè)以上數(shù)字式位置傳感器一般情況，間隔電角度為各路數(shù)字式位置傳感器每變化180°電角度，其輸出信號(hào)發(fā)生電平翻轉(zhuǎn)；電機(jī)連續(xù)運(yùn)行時(shí)，對(duì)于僅裝有兩個(gè)數(shù)字式位置傳感器的特定情況，每隔90°電角度產(chǎn)生一次位置信號(hào)跳變；對(duì)于裝有三個(gè)以上數(shù)字式位置傳感器一般情況，每隔電角度產(chǎn)生一次位置信號(hào)跳變；當(dāng)位置信號(hào)跳變時(shí)，所述數(shù)字控制器執(zhí)行捕獲中斷服務(wù)程序。