[發(fā)明專利]一種同步基頻提取濾波器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010050295.9
• 申請(qǐng)日: 2020-01-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111181528A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章春娟;王慧貞;劉偉峰;路通;宋潔;傅子銳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H03H17/02
• 分類號(hào): H03H17/02;H02P6/182;G05B11/42
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 姜慧勤

本發(fā)明公開(kāi)了一種同步基頻提取濾波器，該濾波器為一閉環(huán)控制，包括正弦支路和余弦支路；輸入端信號(hào)X(t)與輸出端信號(hào)X^*做差后乘上濾波器增益得x(t)，x(t)乘上同步基頻提取濾波器跟蹤的輸入信號(hào)頻率ω₀得a(t)，a(t)經(jīng)過(guò)正弦和余弦兩個(gè)支路，正弦支路由a(t)乘上參考信號(hào)sin(ω₀t)得a(t)₁；a(t)₁經(jīng)積分環(huán)節(jié)得b(t)₁；b(t)₁再與參考信號(hào)sin(ω₀t)相乘得c(t)₁；余弦支路由a(t)乘上參考信號(hào)cos(ω₀t)得a(t)₂；a(t)₂經(jīng)積分環(huán)節(jié)得b(t)₂；b(t)₂再與參考信號(hào)cos(ω₀t)相乘得c(t)₂；將正弦和余弦支路相加得到濾波器輸出端信號(hào)X^*，X^*反饋到輸入端，構(gòu)成完整的閉環(huán)控制。本發(fā)明濾波器能夠消除輸入高頻諧波，提取基波分量，實(shí)現(xiàn)無(wú)相移濾波功能，從而提高控制精度，且具有較高的通頻帶，系統(tǒng)易于穩(wěn)定；且具有較高的普適性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種同步基頻提取濾波器，屬于信號(hào)處理中的濾波器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

永磁同步電機(jī)具有高效率、高功率密度、無(wú)碳刷等優(yōu)點(diǎn)，在伺服場(chǎng)合獲得了廣泛應(yīng)用。在伺服應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，分位置傳感器控制與無(wú)位置控制兩種。機(jī)械傳感器檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置，通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)子位置的微分計(jì)算轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，得到的轉(zhuǎn)速值往往存在較大的噪聲；無(wú)位置傳感器控制估計(jì)到的反電勢(shì)受系統(tǒng)量化誤差等因素的影響，存在較大的噪聲，直接用反電勢(shì)反正切得到電機(jī)轉(zhuǎn)子位置，微分計(jì)算得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速值也會(huì)存在較大的噪聲。這種噪聲經(jīng)過(guò)速度環(huán)的調(diào)節(jié)放大作用，會(huì)引起速度環(huán)輸出亦即電流指令信號(hào)出現(xiàn)更大的毛刺，使電機(jī)出現(xiàn)劇烈的噪聲。

降低速度調(diào)節(jié)器增益可以在一定程度上減小這種噪聲，但增益的降低會(huì)減慢系統(tǒng)對(duì)指令信號(hào)的跟隨速度，犧牲了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能，顯然不適合需要快速響應(yīng)的伺服場(chǎng)合。實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合中，通常采用低通濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，這樣的處理方式簡(jiǎn)單易行，計(jì)算量少，但會(huì)帶來(lái)較大的延時(shí)，而延時(shí)的出現(xiàn)同樣會(huì)降低系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能。