[發明專利]一種基于脈振高頻電壓注入法的轉子位置檢測方法有效
| 申請號： | 201810373053.6 | 申請日： | 2018-04-24 |
| 公開（公告）號： | CN108512475B | 公開（公告）日： | 2021-09-21 |
| 發明（設計）人： | 彭思齊;李洞湘;賀旻逸 | 申請（專利權）人： | 湘潭大學 |
| 主分類號： | H02P21/18 | 分類號： | H02P21/18 |
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| 地址： | 41110*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 高頻 電壓 注入 轉子 位置 檢測 方法 | ||
本發明公開了一種基于脈振高頻電壓注入法的轉子位置檢測方法，其特征在于：基于脈振高頻注入法原理，利用二階廣義積分器構建轉子位置觀測器，提取轉子位置誤差信號更加準確，且參數設計容易，簡化了系統參數整定過程，在電機轉速階躍動態過程中能夠更加準確提取轉子位置信息，有效減小了轉子位置動態估計誤差。
技術領域
本發明涉及永磁同步電機控制領域，尤其涉及一種基于脈振高頻電壓注入法的無傳感器永磁同步電機控制方法。
背景技術
永磁同步電機具有高效節能和輸出轉矩能力強等優點，在電動車驅動、艦船推進、數控系統及家用電器等領域得到了廣泛應用。永磁同步電機的高性能控制依賴于精確的轉子位置信息，然而通常使用的光電編碼器和旋轉變壓器等機械式位置傳感器成本高、體積大、抗干擾能力差，限制了永磁同步電機的推廣應用。
在電機零速和低速運行階段，脈振高頻電壓注入法可以很好的進行轉子位置跟蹤，該方法不依賴電機的基波方程，對電機參數變化不敏感，魯棒性好，但該方法實際應用起來往往不如理論推導理想，傳統的脈振高頻電壓注入法在信號處理過程中使用帶通和低通濾波器的限制了電流環和位置觀測器的帶寬，影響了系統的動態觀測精度，在實際系統調試中，濾波器的參數設置也導致系統調節器參數整定變得復雜。為進一步提高該方法的控制性能，有研究學者提出了一種簡化算法，省略了帶通濾波器的使用，但低通濾波器依然影響了系統的動態性能。
發明內容
本發明的目的在于提供一種基于脈振高頻電壓注入法的轉子位置檢測方法，利用二階廣義積分器搭建轉子位置觀測器提取轉子位置信息，有效減少了轉子動態位置估計誤差，簡化了系統參數整定過程。
為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供一種基于脈振高頻電壓注入法的轉子位置檢測方法，具體包括以下步驟：
給定注入d軸的脈振高頻電壓信號的幅值和頻率；
采用id＝0的矢量控制方式對永磁同步電機進行轉速、電流雙閉環控制，轉速、電流環均采用比例積分調節器進行控制；
在d軸注入給定幅值和頻率的脈振高頻電壓信號，檢測出永磁同步電機的三相電流ia、ib和ic，對永磁同步電機的三相電流進行Clark變換，得到永磁同步電機定子電流在αβ坐標系下電流iα、iβ，經過Park變換得到dq坐標系下的電流id、iq；
利用一個二階廣義積分器從估計的q軸電流中提取高頻響應電流
再與正弦信號sin(ωht)相乘進行調制，利用另一個二階廣義積分器提取頻率為2ωh的信號分量，再經過一次減法運算，得到轉子位置誤差信號f(Δθ)，其中t為當前時刻；
將轉子位置誤差信號f(Δθ)作為位置觀測器比例積分器的輸入，得到估計的轉子角速度，對估計轉子角速度進行積分得到估計轉子位置；
轉子位置誤差信號f(Δθ)的表達式為：
其中，Umh、ωh為在d軸注入的脈振高頻電流信號的幅值和頻率，Ld為d軸電感，Lq為q軸電感，Δθ為位置估計誤差，t為當前時刻；
與現有技術相比，本發明的有益效果在于：
本發明提出了一種基于脈振高頻電壓注入法的轉子位置檢測方法，利用二階廣義積分器構建位置觀測器，動態過程中能夠更加準確提取轉子位置信息，有效減小了轉子位置動態估計誤差，且結構簡單，系統參數整定更加簡單。
附圖說明
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