[发明专利]基于幅值观测器的高频响应电流幅值提取方法

权利要求书

1.一种基于幅值观测器的高频响应电流幅值提取方法，其特征在于包括以下步骤：幅值观测器令轴电流作为幅值观测器的输入信号，输入信号减去反馈信号得到误差信号ε，误差信号ε与同步信号sin(ω_ht)相乘得到同步调制信号e；然后，将同步调制信号e先输入至陷波器实现滤波，再输入至积分器进行积分；将积分器的输出信号与同步信号sin(ω_ht)相乘得到并令作为反馈信号反馈至幅值观测器的注入端实现闭环调节；最后，将积分器的输出信号作为幅值观测器的输出，该信号即为轴高频响应电流幅值。

2.根据权利要求1所述基于幅值观测器的高频响应电流幅值提取方法，其特征在于反馈信号表示为为q轴电流，其包含转矩电流成分高频电流成分以及开关频率次谐波电流成分，即

式中，代表转矩电流，为直流成分；代表高频电流幅值，代表高频电流提取值，ω_h代表注入的高频电压频率；ω_s及代表开关频率次高频谐波的幅值、角频率及相位，t代表时刻。

3.根据权利要求2所述基于幅值观测器的高频响应电流幅值提取方法，其特征在于误差信号e可表示为

其中，

式中，代表幅值偏差；误差信号e包括幅值偏差信号HF(ΔI_qh)，以及一次注入高频谐波项HF(ω_ht)和开关频率次谐波项HF(ω_st)，代表高频响应电流提取值。

4.根据权利要求3所述基于幅值观测器的高频响应电流幅值提取方法，其特征在于通过陷波器滤除一次注入高频谐波项HF(ω_ht)：将陷波器的中心频率设置为所注入的高频脉振电压的频率，实现对高频谐波项HF(ω_ht)的滤除。

5.根据权利要求4所述基于幅值观测器的高频响应电流幅值提取方法，其特征在于通过积分器滤除开关频率次谐波项HF(ω_st)：开关频率次谐波项HF(ω_st)的频率等于逆变器开关频率f_s；积分器的积分系数μ表示为μ＝2πf_c^AO，f_c^AO为幅值观测器的截止频率。

6.根据权利要求5所述基于幅值观测器的高频响应电流幅值提取方法，其特征在于低通滤波器截止频率f_c^LPF与幅值观测器截止频率f_c^AO的关系为

其中，低通滤波器用于滤除二次注入高频谐波，其频率为2f_h。

7.根据权利要求6所述基于幅值观测器的高频响应电流幅值提取方法，其特征在于积分器的输入仅有幅值偏差信号HF(ΔI_qh)；同时，在积分器调节以及幅值观测器的闭环负反馈作用下，高频电流提取值将自动收敛于真实值当时二次注入高频谐波等于零。

8.一种永磁同步电机无位置传感器控制方法，其特征在于包括以下步骤：采用权利要求1所述的基于幅值观测器的高频响应电流幅值提取方法提取轴高频响应电流幅值，再利用PI调节器将轴高频响应电流幅值调节至零，获得转子转速估计值对转子转速估计值积分得到转子位置估计值获得估计转速与位置信息后，转子转速估计值用于转速闭环控制，转子位置估计值用于电流、电压的坐标变换。

9.一种永磁同步电机无位置传感器控制电路，其特征在于包括：电动机和逆变器；电动机的反馈电流输入至Clark变换单元；Clark变换单元的输出端与第一Park变换单元的输入端连接；第一Park变换单元的第一输出端经低通滤波器与第一加法器的负输入端连接；转速给定值经第二加法器和第二比例积分调节器输入至第一加法器的正输入端；第一加法器的输出端与第一比例积分调节器的输入端连接；第一比例积分调节器的输出端与park逆变换单元的第一输入端连接；第一Park变换单元的第二输出端经低通滤波器与第三加法器的负输入端连接；第三加法器的正输入端接d轴给定电流值；第三比例积分调节器的输出端与第四加法器的第一输入端连接，第四加法器的第二输入端接高频响应电压；第四加法器的输出端与park逆变换单元的第二输入端连接；park逆变换单元的输出端经空间质量脉宽调制单元与逆变器的输入端连接；逆变器的输出端与电动机的控制信号输入端连接；第一Park变换单元的输出端与幅值提取单元的输入端连接；幅值提取单元的输出端经第四比例积分调节器和积分器与第一Park变换单元和park逆变换单元的输入端连接；第四比例积分调节器的输出端与第二加法器的输入端连接；所述幅值提取单元执行如权利要求1所述的基于幅值观测器的高频响应电流幅值提取方法。