[发明专利]电机转子位置信号的自适应处理方法、装置和控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及工业自动化控制领域，尤其涉及一种电机转子位置信号的自适应处理方法、装置和控制系统。 

背景技术

直流无刷电机以其高效率、噪声低等优点被广泛用于工业及家用电器的驱动系统。直流无刷电机的控制需要获取电机转子位置信号。常用的位置信号获取方法是通过使用光电码盘、旋转变压器、线性或开关型霍尔传感器得到。例如基于霍尔传感器的直流无刷电机控制方案中，一般会配置三个霍尔传感器，通过合理设置三个霍尔传感器的物理安装位置，三个霍尔输出的位置编码信号可以将电机的一个电周期(对应360度电角度)划分为六个区域，六个区域按60度电角度等间隔分布。方波驱动直流无刷电机直接使用三个霍尔输出的位置编码信号控制逆变器输出控制电压给定子线圈，控制电机的运转。 

工业及家庭用电器对电机驱动系统的可靠性要求非常高，在实际使用中，由于高速运行的电机内部电磁干扰严重，以及位置传感器或其他电路器件由于老化造成性能下降甚至失效，这些都可能造成控制系统接收到的位置信号上存在不同程度的噪声干扰，严重影响位置信号的信号质量。一旦控制器接收的位置信号的噪声超出了电机控制系统的可接受范围，电机控制系统就有可能会作出错误的转子位置判断并随之产生错误的控制输出，导致电机出现转矩波动剧烈、相电流增大、电机发热严重等一系列故障现象。现有控制系统使用预先设定参数的位置信号处理，运行中不能改变参数，结果是当运行 中位置信号质量变化时无法应对。 

发明内容

本发明实施例提供了一种电机转子位置信号的自适应处理方法、装置和控制系统，能够在电机的一路或多路位置信号受到噪声干扰的情况下，保证电机可靠工作。 

第一方面，本发明实施例提供了一种电机转子位置信号的自适应处理方法，包括： 

在测量周期内，获取电机转子位置信号； 

对所述电机转子位置信号进行分析，得到电机转子位置信号的噪声强度和噪声分布信息； 

根据一个或多个测量周期内的电机转子位置信号、电机转子位置信号的噪声强度和噪声分布信息确定所述电机转子位置信号的信号质量； 

根据所述信号质量对所述电机转子位置信号进行相应的滤波处理； 

根据所述滤波处理后的电机转子位置信号对电机的运行进行控制。 

优选的，所述电机转子位置信号具体包括多个传感器测量输出的多个位置编码信号。 

进一步优选的，所述对根据一个或多个测量周期内的电机转子位置信号、电机转子位置信号的噪声强度和噪声分布信息确定所述电机转子位置信号的信号质量具体包括： 

根据连续三个测量周期的所述位置编码信号确定所述第二个测量周期内是否存在位置编码信号的有效跳变沿； 

如果所述第二个测量周期内存在位置编码信号的有效跳变沿，则所述第二个测量周期内的电机转子位置信号、电机转子位置信号的噪声强度和噪声分布信息不参与确定所述电机转子位置信号的信号质量。 

优选的，所述测量周期为： 

预设的测量周期；或者 

根据所述电机的运行参数动态变化的测量周期。 

第二方面，本发明实施例提供了一种电机转子位置信号的自适应处理装置，包括： 

测量单元，用于在测量周期内，获取电机转子位置信号； 

分析单元，用于对所述电机转子位置信号进行分析，得到电机转子位置信号的噪声强度和噪声分布信息； 

确定单元，用于根据一个或多个测量周期内的电机转子位置信号、电机转子位置信号的噪声强度和噪声分布信息确定所述电机转子位置信号的信号质量； 

处理单元，用于根据所述信号质量对所述电机转子位置信号进行相应的滤波处理； 

执行单元，用于根据所述滤波处理后的电机转子位置信号对电机的运行进行控制。 

优选的，所述电机转子位置信号具体包括多个位置编码信号；所述确定单元具体用于： 

根据连续三个测量周期的所述位置编码信号确定所述第二个测量周期内是否存在位置编码信号的有效跳变沿； 

如果所述第二个测量周期内存在位置编码信号的有效跳变沿，则所述第二个测量周期内的电机转子位置信号、电机转子位置信号的噪声强度和噪声分布信息不参与确定所述电机转子位置信号的信号质量。 

优选的，所述装置还包括： 

测量周期确定单元，用于根据预设参数确定所述测量周期；或者根据所述电机的运行参数确定所述测量周期。