[發(fā)明專利]永磁同步電機角度濾波方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010037089.4
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111106775A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邱騰飛;謝冰若;白龍;劉偉志;殷振環(huán);康晶輝;劉睿超;劉佳璐;李醒華;王霖;馬穎濤;董侃;高旭東
• 申請（專利權(quán)）人: 中國鐵道科學(xué)研究院集團有限公司;北京縱橫機電科技有限公司;中國鐵道科學(xué)研究院集團有限公司機車車輛研究所
• 主分類號: H02P21/18
• 分類號: H02P21/18;H02P27/06;H02P25/022
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 趙平;周永君

本發(fā)明提供了一種永磁同步電機角度濾波方法及系統(tǒng)。所述方法包括：根據(jù)永磁同步電機轉(zhuǎn)子當(dāng)前時刻的位置角度和前一時刻的角度觀測值確定觀測誤差；對所述觀測誤差進(jìn)行PI調(diào)節(jié)并基于前一時刻的角度觀測值得到當(dāng)前時刻的角度觀測值；對所述角度觀測值進(jìn)行延時補償?shù)玫诫姍C角度以用于電機控制，本發(fā)明可有效濾除角度中的噪聲，從而有效改善電機控制性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及交流電機技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種永磁同步電機角度濾波方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

永磁同步電機牽引傳動系統(tǒng)通常通過旋轉(zhuǎn)變壓器獲取永磁電機轉(zhuǎn)子位置角度。由于電磁干擾等因素，采集到的電機角度通常出現(xiàn)較大的毛刺，降低了電流控制性能，甚至導(dǎo)致因電機過流而停機的情況。在實際應(yīng)有場合中，通常采用壞點剔除等方式對角度信號進(jìn)行處理，該方法簡單易行，計算量較小。但此方法僅適用于角度毛刺干擾較少的情況，當(dāng)角度信號出現(xiàn)連續(xù)的毛刺干擾時，難以通過壞點剔除的方法實現(xiàn)角度濾波。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的在于提供一種永磁同步電機角度濾波方法，有效濾除角度中的噪聲，從而有效改善電機控制性能。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種永磁同步電機角度濾波系統(tǒng)。本發(fā)明的再一個目的在于提供一種計算機設(shè)備。本發(fā)明的還一個目的在于提供一種可讀介質(zhì)。

為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明一方面公開了一種永磁同步電機角度濾波方法，包括：

根據(jù)永磁同步電機轉(zhuǎn)子當(dāng)前時刻的位置角度和前一時刻的角度觀測值確定觀測誤差；

對所述觀測誤差進(jìn)行PI調(diào)節(jié)并基于前一時刻的角度觀測值得到當(dāng)前時刻的角度觀測值；

對所述角度觀測值進(jìn)行延時補償?shù)玫诫姍C角度以用于電機控制。

優(yōu)選的，所述根據(jù)永磁同步電機轉(zhuǎn)子當(dāng)前時刻的位置角度和前一時刻的角度觀測值確定觀測誤差具體包括：

對永磁同步電機轉(zhuǎn)子的位置角度進(jìn)行正弦變換和余弦變換；

根據(jù)正弦變換和余弦變換的位置角度和前一時刻的角度觀測值的正弦變換和余弦變換得到觀測誤差。

優(yōu)選的，所述方法進(jìn)一步包括在根據(jù)正弦變換和余弦變換的位置角度和前一時刻的角度觀測值的正弦變換和余弦變換得到觀測誤差，之前：

對正弦變換和余弦變換后的位置角度進(jìn)行低通濾波。

優(yōu)選的，所述方法進(jìn)一步包括在對所述觀測誤差進(jìn)行PI調(diào)節(jié)并基于前一時刻的角度觀測值得到當(dāng)前時刻的角度觀測值，之前：

對所述觀測誤差進(jìn)行限幅處理。

優(yōu)選的，所述對所述觀測誤差進(jìn)行PI調(diào)節(jié)并基于前一時刻的角度觀測值得到當(dāng)前時刻的角度觀測值具體包括：

對所述觀測誤差進(jìn)行比例調(diào)節(jié)并對所有時刻觀測誤差進(jìn)行積分調(diào)節(jié)得到電機角速度觀測值；

將所述角速度觀測值和采樣時刻間隔相乘后與前一時刻的角度觀測值疊加得到當(dāng)前時刻的角度觀測值。

本發(fā)明還公開了一種永磁同步電機角度濾波系統(tǒng)，包括：

誤差確定單元，用于根據(jù)永磁同步電機轉(zhuǎn)子當(dāng)前時刻的位置角度和前一時刻的角度觀測值確定觀測誤差；

角度確定單元，用于對所述觀測誤差進(jìn)行PI調(diào)節(jié)并基于前一時刻的角度觀測值得到當(dāng)前時刻的角度觀測值；

角度補償單元，用于對所述角度觀測值進(jìn)行延時補償?shù)玫诫姍C角度以用于電機控制。

優(yōu)選的，所述誤差確定單元具體用于對永磁同步電機轉(zhuǎn)子的位置角度進(jìn)行正弦變換和余弦變換，根據(jù)正弦變換和余弦變換的位置角度和前一時刻的角度觀測值的正弦變換和余弦變換得到觀測誤差。