[发明专利]基于检波滤波器的变漏磁电机无位置传感器控制方法

说明书

本发明公开了一种基于变增益自适应检波滤波器的变漏磁电机无位置传感器控制方法，包括步骤：(1)利用电流传感器获取变漏磁电机定子三相电流，然后经过Clark变换获取两相静止坐标系下的变漏磁电机定子电流，并通过PI调节器结合逆Park变换得到两相静止坐标系下的电压；(2)利用变漏磁电机两相静止坐标系下的电压电流构造滑模观测器获取反电势估计值；(3)将获取的估计反电势通入变增益自适应检波滤波器，提取变漏磁电机估计反电势中的基波分量；(4)利用正交锁相环从变漏磁电机基波反电势中获取转子位置信息。本发明降低了传统无位置传感器控制算法中滤波环节的相位延迟，同时减缓了由于滤波器截止频率而无法兼顾系统稳态与动态性能的问题。

技术领域

本发明属于电机控制领域，具体涉及一种电磁参数变化复杂的变漏磁电机(VLF-IPM)位置自检测技术，适用于采用无位置传感器控制的变漏磁电机驱动控制场合。

背景技术

由于永磁同步电机具备一些列优良的控制性能，因此被广泛应用于工业机器人，伺服控制，电动汽车等领域。而变漏磁电机作为永磁同步电机的一种，由于其特殊的电磁设计，在控制上提供了更多的可能性，特别适合电动汽车用电机低速重载、频繁启停、高速巡航等多工况场合的研究与应用。为了实现变漏磁电机驱动系统的高精度、高性能控制，需要精准地获得电机转子位置信息。传统的位置检测方法是采用机械式光电编码器等位置传感器来检测转子位置，但是该方法易受温度及电磁的干扰，同时会增加电机驱动系统的整体成本和体积，导致应用场合受到限制。而采用无位置传感器的控制方式可以有效解决传统位置检测的缺陷。永磁同步电机无位置传感器控制的方法根据电机转速运行范围可以分为两大类，一类是以高频信号注入为主的零低速运行场合，另一类是以估计反电势为主的中高速运行场合。目前，无位置传感器控制技术已经被广泛应用于电机驱动系统中。

对于变漏磁电机而言，由于其特殊的结构设计，导致其电磁参数变化复杂，再加上逆变器死区效应、机械加工及装配等原因，导致估计反电势不准确，从而造成了位置估计误差变大。为此，本发明提出一种基于变增益自适应检波滤波器的无位置传感器控制方法，增加了控制系统的参数鲁棒性且抑制了反电势谐波，同时有效解决了自适应检波滤波器由于带宽的原因造成动态性能不佳的问题。

发明内容

发明目的：本发明为针对变漏磁电机无位置传感器控制系统，因参数变化及逆变器死区效应，机械加工及装配等因素造成的位置估计精度下降的问题，提供了一种能够快速检测转子位置信息的方法。

本发明所采用的技术方案是，一种基于变增益自适应检波滤波器的变漏磁电机无位置传感器控制方法，包含以下实施步骤：

一种基于变增益自适应检波滤波器的变漏磁电机无位置传感器控制方法，包括以下步骤：

步骤1、将变漏磁电机的三相定子电流i_a、i_b、i_c经Clark变换得到两相静止坐标系下的电流i_α、i_β；

步骤2、通过电流环PI调节器及逆Park变换得到两相静止坐标系下变漏磁电机的电压u_α、u_β；

步骤3、根据两相静止坐标下的电流i_α、i_β，两相静止坐标下的电压u_α、u_β，然后通过构造变漏磁电机的数学模型并估计出定子电流

步骤4、将两相静止坐标系下的电流i_α、i_β与估计的定子电流作差，然后经过滑模控制律，得到两相静止坐标系下变漏磁电机的扩展反电动势将得到的扩展反电势经过变增益自适应检波滤波器后得到经过谐波抑制后的估计基波反电势

步骤5、将步骤4中得到的估计基波反电势经过锁相环提取出变漏磁电机转子的估计角速度和估计角度ω、θ并将ω及给定的转速反馈到变增益自适应检波滤波器中。