[发明专利]一种霍尔位置传感器变权值复合型转子位置估算方法

权利要求书

1.一种霍尔位置传感器变权值复合型转子位置估算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：对单霍尔区间运行时间计时，计算前一时刻霍尔平均速度、加速度，构建一阶加速度算法，引入交轴电流I_q构建估算加速度，将估算加速度引入转子位置估算方程中，改进一阶加速度算法；根据前一个霍尔区间转子运行平均速度、加速度以及估算加速度，通过改进型一阶加速度算法对当前转子位置与转速进行估算，得到转子转速ω₁和转子位置θ₁；

步骤二：在电机转子周围中心对称安装三个开关型霍尔位置传感器，根据霍尔信号将转子旋转一周平均分为六个角度为的霍尔扇区；通过霍尔电流传感器采集电机运行相电流，并进行Clark变换与Park变换，获得两相静止坐标系和两相旋转坐标系下电流值；

步骤三：将两相旋转坐标系下的坐标电流与参考值做差进行PI调节得到两相旋转坐标系下电压值进行坐标变换，完成空间矢量脉冲宽度调制；根据参考电流与实际电流做差，建立扩展反电动势观测器，通过锁相环进行转子位置的提取，得到转子转速和转子位置

步骤四：根据上一霍尔扇区的转子转速ω_r和估算加速度构建一补偿权值μ，通过离散霍尔信号对滑模观测器的位置估算结果进行线性前馈矫正补偿，得到校正后的转子位置θ₂和转速ω₂；将改进一阶加速度算法输出的转子位置θ₁和补偿后的滑模观测转子位置θ₂作为输出构建复合型器参数调节器，得到估算转子位置θ_r和转速ω_r，复合型算法参数调节器具体原理可用下式表达：

其中λ为复合型算法参数调节器的加权值，根据转子转速ω_r将加权值分为三部分，复合型算法参数调节器中加权值计算如下式所示：

其中，Δθ为单个霍尔区间位置变化，n为额定转速。

2.如权利要求1所述的霍尔位置传感器变权值复合型转子位置估算方法，其特征在于，所述步骤三中，在α-β坐标系下建立反电动势滑模观测器方法是：根据电机相电流进行坐标变换，得到α-β坐标系下的电流，根据电机在相应α-β静止坐标系下的数学模型，可得该坐标系下的滑模观测方程：

其中，R_s为定子电阻，L_s为定子d-q轴电感，v_α、v_β分别为电机定子α-β轴电压分量，i_α、i_β分别为电机定子α-β轴电流分量，为i_α、i_β的估计值，F为sigmoid函数，κ为滑模观测器增益系数；

通过滑模观测方程可估算出α-β轴定子反电势为：

其中：分别为α-β轴估计反电势分量，θ_r为电机转子电角度位置。

3.如权利要求2所述的霍尔位置传感器变权值复合型转子位置估算方法，其特征在于，所述步骤三中，通过锁相环进行转子和转速估算的方法是：锁相环系统闭环传递函数如式(3)所示：

其中，K_p和K_I为PI控制器的比例和积分参数，误差ε表示为：

其中，E＝ω₂ψ_f，经过PI调节后，误差ε趋近于零，即估计转子位置角近似实际转子位置角。

4.如权利要求3所述的霍尔位置传感器变权值复合型转子位置估算方法，其特征在于，所述步骤一中，计算前一霍尔区间运行转速、加速度的方法是：

其中，t_k当前霍尔扇区起始时刻；

取转速二阶导数，定义扇区平均加速度a_k-1如下：

其中，ω_k-1为前一扇区平均速度。