[發明專利]一種基于偽隨機技術的PMSM驅動器噪聲抑制方法

在審

• 申請號: 202110300383.4
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN112865617A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 于德亮;路鋼;張宇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: H02P6/10
• 分類號: H02P6/10;H02P21/05;H02P25/024
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于偽隨機技術的PMSM驅動器噪聲抑制方法，其特征在于：其方法步驟如下：

永磁同步電機高頻注入噪聲來源分析，噪聲分別為機械振動、空氣動力振動與電磁噪聲，電磁噪聲兩大來源分別是磁滯伸縮力和麥克斯韋力，主要與整流器高頻諧波電流和轉矩脈動電流相關；

PSD分析低速時高頻諧波產生噪聲的原因，發現低速時高頻諧波集中于特定頻率范圍，往往幅值較大，產生較大噪聲；

確定注入頻率范圍，將最高頻率f_max與最低頻率f_min做差值并進行n等分獲取累加頻率Δf，最低頻率f_min加上不同整數倍的累加頻率Δf獲取初始頻率集；

對初始頻率集最簡整數比進行奇偶判定，若初始頻率最簡整數比中有偶數存在，則保留初始頻率集，若無偶數存在則任選頻率f_a進行最簡整數比取偶，獲取替換頻率f_b后，在頻率集中替換f_a；

重復判定獲取頻率集后，對頻率集中每一頻率分配注入概率為進行隨機依次注入，也即每頻率注入一次后舍棄，保證每一頻率均被注入，且注入頻率相等；

使用差分法獲取高頻響應信號，并使用包絡線法解調高頻響應信號，獲取轉子位置信息；

隨機高頻注入時，電機電流環要對基波電流信號進行無誤差跟蹤且應具有較高帶寬和一定的濾除雜波能力，設計改進型復矢量PI控制器替換電流環中PI控制器。

2.如權利要求1所述的基于偽隨機技術的PMSM驅動器噪聲抑制方法，其特征在于，根據帕薩瓦爾定理獲得了降低高頻噪聲的思路，在時域內能量分布不變時，其在頻域內能量也是恒定不變的，由此可知，當諧波電流頻譜向一個較寬范圍的頻段分散時，諧波電流頻譜尖峰將被削弱，可明顯消除噪聲。

3.如權利要求1所述的基于偽隨機技術的PMSM驅動器噪聲抑制方法，其特征在于，PSD分析可知，固定頻率注入時，諧波頻譜中包含離散頻譜，會有較大噪聲，隨機頻率注入時，當注入頻率不可約分后最簡倍數比數值全為奇數時，仍有離散頻譜，若注入頻率不可約分后最簡整數比數值有一偶數，則無離散頻譜，設計的隨機頻率注入方式抑制離散頻譜的生成，使得能量朝著更大頻譜方向分散。

4.如權利要求1所述的基于偽隨機技術的PMSM驅動器噪聲抑制方法，其特征在于，設計的偽隨機頻率注入方式中，通過頻域等分與確定頻率累加的方式產生初始頻率集，即：

初始頻率集為{f_min+Δf f_min+2Δf … f_min+kΔf …f_max}。

5.如權利要求1所述的基于偽隨機技術的PMSM驅動器噪聲抑制方法，其特征在于，對初始頻率集中的頻率進行最簡整數比奇偶判定，因累加的頻率值有確定的由1開始的順序整數倍關系，所以在約分為最簡整數比后必然為奇偶相間，即為1∶2∶3∶…∶n，而最低頻率f_min為確定實數，非奇即偶，由最低頻率加上上述所得累加頻率值后，對最簡整數比進行奇偶判定后保留為一頻率集，確保最簡整數比數值中一定有偶數存在，極大程度上抑制離散頻譜的生成。

6.如權利要求1所述的基于偽隨機技術的PMSM驅動器噪聲抑制方法，其特征在于，對最終保留的頻率集中每一個頻率分配注入概率為在頻率切換注入時，根據概率隨機選取頻率進行注入，且遵循每頻率僅注入一次就將其舍棄的準則，保證隨機頻率注入的隨機性，同時保證奇偶判定結果不發生改變。

7.如權利要求1所述的基于偽隨機技術的PMSM驅動器噪聲抑制方法，其特征在于，用復矢量PI控制器替代普通PI控制器，從而可實現信號的快速響應、相當的濾波性能以及較高的電流環帶寬，保證變頻注入不致影響電流環帶寬與性能。

8.如權利要求1所述的基于偽隨機技術的PMSM驅動器噪聲抑制方法，其特征在于，分離高頻電流與基波電流不是使用濾波器，而是使用差分法，進一步提高了電流環帶寬，位置角的提取不是通過直接計算進行的，而是通過提取高頻響應電流的包絡線進行計算，可以大大簡化計算過程。