[發(fā)明專利]基于檢波濾波器的變漏磁電機(jī)無位置傳感器控制方法

有效

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• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN110971167B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱孝勇;高建;張麗
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: H02P21/28
• 分類號: H02P21/28;H02P21/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于變增益自適應(yīng)檢波濾波器的變漏磁電機(jī)無位置傳感器控制方法，包括步驟：(1)利用電流傳感器獲取變漏磁電機(jī)定子三相電流，然后經(jīng)過Clark變換獲取兩相靜止坐標(biāo)系下的變漏磁電機(jī)定子電流，并通過PI調(diào)節(jié)器結(jié)合逆Park變換得到兩相靜止坐標(biāo)系下的電壓；(2)利用變漏磁電機(jī)兩相靜止坐標(biāo)系下的電壓電流構(gòu)造滑模觀測器獲取反電勢估計(jì)值；(3)將獲取的估計(jì)反電勢通入變增益自適應(yīng)檢波濾波器，提取變漏磁電機(jī)估計(jì)反電勢中的基波分量；(4)利用正交鎖相環(huán)從變漏磁電機(jī)基波反電勢中獲取轉(zhuǎn)子位置信息。本發(fā)明降低了傳統(tǒng)無位置傳感器控制算法中濾波環(huán)節(jié)的相位延遲，同時(shí)減緩了由于濾波器截止頻率而無法兼顧系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)與動態(tài)性能的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電機(jī)控制領(lǐng)域，具體涉及一種電磁參數(shù)變化復(fù)雜的變漏磁電機(jī)(VLF-IPM)位置自檢測技術(shù)，適用于采用無位置傳感器控制的變漏磁電機(jī)驅(qū)動控制場合。

背景技術(shù)

由于永磁同步電機(jī)具備一些列優(yōu)良的控制性能，因此被廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人，伺服控制，電動汽車等領(lǐng)域。而變漏磁電機(jī)作為永磁同步電機(jī)的一種，由于其特殊的電磁設(shè)計(jì)，在控制上提供了更多的可能性，特別適合電動汽車用電機(jī)低速重載、頻繁啟停、高速巡航等多工況場合的研究與應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)變漏磁電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的高精度、高性能控制，需要精準(zhǔn)地獲得電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信息。傳統(tǒng)的位置檢測方法是采用機(jī)械式光電編碼器等位置傳感器來檢測轉(zhuǎn)子位置，但是該方法易受溫度及電磁的干擾，同時(shí)會增加電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的整體成本和體積，導(dǎo)致應(yīng)用場合受到限制。而采用無位置傳感器的控制方式可以有效解決傳統(tǒng)位置檢測的缺陷。永磁同步電機(jī)無位置傳感器控制的方法根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速運(yùn)行范圍可以分為兩大類，一類是以高頻信號注入為主的零低速運(yùn)行場合，另一類是以估計(jì)反電勢為主的中高速運(yùn)行場合。目前，無位置傳感器控制技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)中。

對于變漏磁電機(jī)而言，由于其特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，導(dǎo)致其電磁參數(shù)變化復(fù)雜，再加上逆變器死區(qū)效應(yīng)、機(jī)械加工及裝配等原因，導(dǎo)致估計(jì)反電勢不準(zhǔn)確，從而造成了位置估計(jì)誤差變大。為此，本發(fā)明提出一種基于變增益自適應(yīng)檢波濾波器的無位置傳感器控制方法，增加了控制系統(tǒng)的參數(shù)魯棒性且抑制了反電勢諧波，同時(shí)有效解決了自適應(yīng)檢波濾波器由于帶寬的原因造成動態(tài)性能不佳的問題。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明為針對變漏磁電機(jī)無位置傳感器控制系統(tǒng)，因參數(shù)變化及逆變器死區(qū)效應(yīng)，機(jī)械加工及裝配等因素造成的位置估計(jì)精度下降的問題，提供了一種能夠快速檢測轉(zhuǎn)子位置信息的方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種基于變增益自適應(yīng)檢波濾波器的變漏磁電機(jī)無位置傳感器控制方法，包含以下實(shí)施步驟：

一種基于變增益自適應(yīng)檢波濾波器的變漏磁電機(jī)無位置傳感器控制方法，包括以下步驟：

步驟1、將變漏磁電機(jī)的三相定子電流i_a、i_b、i_c經(jīng)Clark變換得到兩相靜止坐標(biāo)系下的電流i_α、i_β；

步驟2、通過電流環(huán)PI調(diào)節(jié)器及逆Park變換得到兩相靜止坐標(biāo)系下變漏磁電機(jī)的電壓u_α、u_β；

步驟3、根據(jù)兩相靜止坐標(biāo)下的電流i_α、i_β，兩相靜止坐標(biāo)下的電壓u_α、u_β，然后通過構(gòu)造變漏磁電機(jī)的數(shù)學(xué)模型并估計(jì)出定子電流

步驟4、將兩相靜止坐標(biāo)系下的電流i_α、i_β與估計(jì)的定子電流作差，然后經(jīng)過滑模控制律，得到兩相靜止坐標(biāo)系下變漏磁電機(jī)的擴(kuò)展反電動勢將得到的擴(kuò)展反電勢經(jīng)過變增益自適應(yīng)檢波濾波器后得到經(jīng)過諧波抑制后的估計(jì)基波反電勢

步驟5、將步驟4中得到的估計(jì)基波反電勢經(jīng)過鎖相環(huán)提取出變漏磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的估計(jì)角速度和估計(jì)角度ω、θ并將ω及給定的轉(zhuǎn)速反饋到變增益自適應(yīng)檢波濾波器中。