[发明专利]基于特定谐波补偿的同步死区调制方法

说明书

本发明公开了一种基于特定谐波补偿的同步死区调制方法，通过编码器输出A+、A‑、B+、B‑、Z+、Z‑差分信号，经差动接收器处理后得到的A、B、Z信号送到事件管理器的正交编码脉冲电路QEP上并进行译码，得到永磁同步电机转子的转速、旋转方向、旋转位置信息；T1UFINT触发AD采样，即AD的采样频率为触发频率；经过三相静止到两相旋转坐标变换之后得到反馈电流i_d、i_q，与给定i_d^*、i_q^*求偏差，经过电流调节得到给定电压；给定电压经过两相旋转到两相静止坐标变换之后得到U_α、U_β，经过SVPWM算法，得到PWM斩波，经电平转换电路的处理，用于控制功率器件IGBT开通和关断，使电压源逆变器输出适当电压，实现电机调速运行。

技术领域

本发明涉及伺服驱动系统控制领域，尤其涉及一种基于特定谐波补偿的同步死区调制方法。

背景技术

伺服驱动系统是数控机床、工业机器人等高性能机电一体化产品的重要组成部分和功能部件，也是一个国家机械制造水平的基础实力。伺服驱动系统的核心是伺服电动机的控制技术，控制技术的先进程度与电动机、微电子技术、功率开关、传感器以及控制理论的发展有着紧密的联系。

现代高档数控机床采用永磁力矩电机直接驱动方式，去掉了中间传动机构，实现高精度进给。但电机的谐波转矩以及电机的电磁振动等因素都将直接影响加工质量，即电机本身的波动会直接影响加工工件的精度。故抑制电机本身输出转矩脉动十分关键，当电机低速运行时，消除电机自身的振动尤为重要。

伺服控制器绝大多数都使用脉宽调制技术，即按照固定的频率和幅值指令生成预期和重复的开关模式；这种技术虽然可以很好地抑制电压波形中的低次谐波，但却在定子电压中注入一定谐波电压分量，使定子电流中含有丰富的高次谐波，使气隙磁场中也存在着丰富的谐波，尤其在开关频率及其整数倍附近，电流高次谐波在气隙磁场中产生高速旋转的空间谐波，显著地影响了电机气隙磁场中电磁力波的幅值和次数，从而改变合成旋转磁动势的波形。此外，电机不是在固定的转速下运行，而是在一定的频率范围内工作，因此，电机的运行过程中，电磁力波频率就有可能会与电机某些模态的固有频率重合，进而产生机械共振的现象，从而使电机产生较大幅度的振动和令人烦躁的噪声。

在PWM逆变器中，由于功率开关器件的存储效应而存在关断延时，为了避免逆变器同一桥臂两个功率开关管发生直通而引起输入短路，必须在开通和关断信号之间设置一个死区时间。在逆变器的发展过程中，为了获得优良的正弦输出电压波形，曾提出了许多新颖的控制方式，但大多数都必须设计死区时间。死区时间的插入使得逆变器能够安全工作，但若死区时间选择得不合适，将大大影响逆变器的动态性能，降低逆变器的输出性能，尤其表现在输出电压上。随着死区时间的增长，逆变器的工作越安全，但同时将使逆变器的输出电压波形质量变差，输出电压的有效值增大或者减小，从而对负载造成影响。

通过设置基于共振频率周期性变化的死区时间，来消除定子电流机械共振点处的特定谐波。本发明提出了一种基于特定谐波补偿的同步死区调制策略。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于特定谐波补偿的同步死区调制策略。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为：1、一种基于特定谐波补偿的同步死区调制方法，其特征在于，包括如下步骤：

通过编码器输出A+、A-、B+、B-、Z+、Z-差分信号，经差动接收器处理后得到的A、B、Z信号送到事件管理器的正交编码脉冲电路QEP上；

通过QEP的译码器对正交编码信号进行译码，得到永磁同步电机转子的转速、旋转方向、旋转位置信息；

事件管理器的下溢中断T1UFINT触发AD采样，即AD的采样频率为触发频率；