[發明專利]一種霍爾位置傳感器分段式估算轉子位置方法有效
| 申請號： | 201810801622.2 | 申請日： | 2018-07-20 |
| 公開（公告）號： | CN108988723B | 公開（公告）日： | 2022-04-05 |
| 發明（設計）人： | 張懿 | 申請（專利權）人： | 上海虎嘯電動工具有限公司 |
| 主分類號： | H02P21/18 | 分類號： | H02P21/18;H02P25/022 |
| 代理公司： | 上海宏京知識產權代理事務所(普通合伙) 31297 | 代理人： | 李倩倩 |
| 地址： | 201108 上海*** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 霍爾 位置 傳感器 段式 估算 轉子 方法 | ||
本發明公開了一種霍爾位置傳感器分段式估算轉子位置方法，所述估算方法是：在滑模觀測器中引入一階加速度算法，通過一階加速度算法對轉子位置進行初次估算；電機運行于低速時，根據轉子運行狀態變化權值，實現初次估算結果與滑模觀測結果的配合輸出，減小估算誤差；電機運行于中高速時，通過離散位置信號對滑模觀測器估算結果進行考慮轉速的加權線性補償，從而解決位置誤差累計以及由于霍爾安裝誤差帶來的轉子估算誤差的問題。此方法能在寬速度范圍內精確地估算電機轉子位置，實現永磁同步電機矢量控制系統的高性能控制。
技術領域
本發明屬于永磁同步電機控制領域，涉及一種永磁同步電機，尤其涉及一種霍爾位置傳感器分段式估算轉子位置方法。
背景技術
在高性能永磁同步電機控制系統中，為了精確獲取轉速閉環和空間矢量脈沖調制所需要的轉子速度和位置信息，一般需要在電機轉子軸端安裝高精度的位置傳感器，雖然高精度位置傳感器的引入可以保證電機的控制結果，但是也存在系統可靠性降低，控制成本增加等一系列問題。為了解決上述問題，選用的低精度位置傳感器完成轉速和位置的估算，但是現有算法，有模型算法參數設計復雜和無模型算法轉子位置估算噪聲含量高，估算結果滯后明顯等問題，提出了一種霍爾位置傳感器分段式估算轉子位置方法，可以較好的滿足系統。
發明內容
本發明的目的是為了解決永磁同步電機矢量控制中無法利用離散霍爾信號獲得較高精度的轉子位置問題，而提供的一種霍爾位置傳感器分段式估算轉子位置方法。
為了達成上述目的，本發明的解決方案是：
一種霍爾位置傳感器分段式估算轉子位置方法，其特征在于包括如下步驟：
步驟一：將轉子旋轉一周平均分為六個霍爾扇區，在轉子周圍中心對稱安裝三個開關型霍爾位置傳感器，獲取三路霍爾信號，通過計算轉子在前一霍爾扇區的平均速度、加速度構建一階加速度算法模型，通過該一階加速度算法估算轉子位置θ1和轉速ω1；
步驟二：通過霍爾電流傳感器采集電機運行相電流，并進行Clarke變換與Park變換，分別得到α-β、d-q坐標系電流；建立滑模觀測器模型，通過sigmoid函數求出電機運行的反電動勢，對反電動勢中轉子位置信息進行提取，將提取得到的轉子位置進行霍爾前饋線性加權補償，得到補償后的轉子位置θ2和轉速ω2；
步驟三：將補償后的轉子位置θ2與一階加速度算法估算轉子位置θ1協調輸出，得到協調輸出后的轉子位置θr，完成轉子位置估算，具體是將上述補償后的轉子位置θ2和由一階加速算法估算的轉子位置θ1分別輸入到參數調節器使其變化權值，得到估算轉子位置θr，參數調節器具體原理用下式表達：
其中，λ為權值，θr為估算轉子位置，ωr為估算轉子轉速，ω1為一階加速度算法估算轉子轉速，ω2為經補償后滑模觀測出的轉子轉速；
其中，參數調節器中加權值λ的設定方法為：當轉速小于n/20時，λ＝1，直接輸出由一階加速度算法估算的轉子位置，其中n為額定轉速；當轉速大于n/20時，則判斷轉速是否小于n/10，如果轉速小于n/10時，給定權值公式如果轉速大于n/10時，給定權值公式Δθ為霍爾邊界轉子位置誤差。
優選的，所述步驟一中，對當前轉子位置進行估算的方法是：假設單個霍爾扇區內，轉子做勻加速運動，轉子位置θ1的估算公式如式(1)所示：
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