一种电机转子位置的检测方法及装置、计算机存储介质制造方法及图纸

本申请公开了一种电机转子位置的检测方法及装置、计算机存储介质，该检测方法包括：获取电机当前时刻在两相静止坐标系下的相电流观测值和相电压观测值；根据当前时刻的相电压观测值，估算当前时刻的相电流估算值；根据当前时刻的相电流观测值和当前时刻的相电流估算值，计算当前时刻的相电流误差值；将当前时刻的相电流误差值输入比例谐振控制器，以获得当前时刻的相反电势观测值；根据当前时刻的相反电势观测值，计算电机转子当前时刻的电角频率，以获得电机转子的位置。通过上述方式，采用自适应谐振控制作为滑模观测器的趋近率，避免了传统方法抖振的不良影响，同时也可消除附加的低通滤波器及其相位补偿环节，提高了观测精度和稳态性能。

A detection method and device of motor rotor position, computer storage medium

【技术实现步骤摘要】
一种电机转子位置的检测方法及装置、计算机存储介质
本申请涉及电机
，特别是涉及一种电机转子位置的检测方法及装置、计算机存储介质。
技术介绍
永磁同步电机(permanentmagnetsynchronousmotor，PMSM)具有重量轻、体积小和运行效率高等优点，被广泛应用于家用电器和工业自动化领域中。传统电机驱动系统需要通过位置传感器检测电机的转子位置，不仅增加成本，而且会导致系统可靠性下降。近年来，适用于永磁同步电机的无位置传感器控制技术迅速发展，如何对电机转子位置进行精确的测量，成为了亟待解决的问题。滑模观测器是一种常用的电机转子位置检测方法，通过滑模趋近率对相电流估算误差进行处理得到相反电势观测值，再对相反电动势观测值进行相位计算从而获取电机的转速和转子位置信息。现有技术采用符号函数或饱和函数作为滑模面趋近率，对相电流估算误差进行处理，得到相反电动势观测值。由于采用符号函数或饱和函数作为滑模面趋近率，必然存在抖振现象，通常需要对相反电势观测值进行低通滤波并进行相位补偿，这使得系统设计复杂化，并造成观测器性能下降，进而影响电机的控制性能。
技术实现思路
为解决上述问题，本申请提供了一种电机转子位置的检测方法及装置、计算机存储介质，采用自适应谐振控制作为滑模观测器的趋近率，避免了传统方法抖振的不良影响，同时也可消除附加的低通滤波器及其相位补偿环节，提高了观测精度和稳态性能。本申请采用的一个技术方案是：提供一种电机转子位置的检测方法，该检测方法包括：获取电机当前时刻在两相静止坐标系下的相电流观测值和相电压观测值；根据当前时刻的相电压观测值，估算当前时刻的相电流估算值；根据当前时刻的相电流观测值和当前时刻的相电流估算值，计算当前时刻的相电流误差值；将当前时刻的相电流误差值输入比例谐振控制器，以获得当前时刻的相反电势观测值；根据当前时刻的相反电势观测值，计算电机转子当前时刻的电角频率，以获得电机转子的位置。其中，根据当前时刻的相电压观测值，估算当前时刻的相电流估算值的步骤，包括：根据当前时刻的相电压观测值、前一时刻已获得的相电流估计值、前一时刻已获得的电角频率、以及前一时刻已获得的相反电势观测值，估算当前时刻的相电流估算值。其中，根据当前时刻的相电压观测值、前一时刻已获得的相电流估计值、前一时刻已获得的电角频率、以及前一时刻已获得的相反电势观测值，估算当前时刻的相电流估算值的步骤，包括：计算当前时刻的相电压观测值与前一时刻的电压特征值的电压差值，以得到当前时刻的电感电压值；其中，电压特征值为前一时刻已获得的相电流估算值对应的定子电阻电压值、前一时刻已获得的电角频率和交叉轴相电流估算值对应的差异电感电压值、前一时刻已获得的相反电势观测值三者之和；根据当前时刻的电感电压值和轴电感，计算电流差分值；根据电流差分值和前一时刻已获得的相电流估算值，估算当前时刻的相电流估算值。其中，根据当前时刻的相电流观测值和当前时刻的相电流估算值，计算当前时刻的相电流误差值的步骤，包括：计算当前时刻的α轴相电流估算值与当前时刻的α轴相电流观测值的差值，以得到当前时刻的α轴相电流误差值；以及，计算当前时刻的β轴相电流估算值与当前时刻的β轴相电流观测值的差值，以得到当前时刻的β轴相电流误差值。其中，将当前时刻的相电流误差值输入比例谐振控制器，以获得当前时刻的相反电势观测值的步骤，包括：根据谐振增益系数和自适应谐振传递函数建立比例谐振控制器；将当前时刻的相电流误差值输入比例谐振控制器，以计算当前时刻的相反电势观测值；所述比例谐振控制器在频域的传递函数为Ksw+R(s)，其中，Ksw为比例增益系数，R(s)为自适应谐振传递函数，为前一时刻已获得的电角频率，Kr为谐振增益系数，s为拉普拉斯算子，λ为阻尼系数。对所述比例谐振控制器的具体离散化实现形式不作限定。其中，根据当前时刻的相反电势观测值，计算电机转子当前时刻的电角频率的步骤，包括：根据当前时刻的相反电势观测值计算当前时刻的位置观测误差值；对当前时刻的位置观测误差值进行归一化处理；根据归一化处理之后的当前时刻的位置观测误差值，计算电机转子当前时刻电角频率。其中，对位置观测误差值进行归一化处理的步骤，包括：计算位置观测误差值与前一时刻已获得的电角频率的比值，以对位置观测误差值进行归一化处理。其中，根据归一化处理之后的位置观测误差值，计算电机转子当前时刻电角频率的步骤，包括：利用比例系数对归一化处理之后的位置观测误差值进行修正，以得到第一位置特征值；以及，对归一化处理之后的位置观测误差值进行积分，并利用积分系数进行修正，以得到第二位置特征值；计算第一位置特征值与第二位置特征值的和，作为电机转子当前时刻电角频率。其中，根据当前时刻的相反电势观测值，计算电机转子当前时刻的电角频率的步骤之后，还包括：对电机转子当前时刻的电角频率进行积分运算，以得到电机转子当前时刻的位置信息。其中，根据当前时刻的相反电势观测值，计算电机转子当前时刻的电角频率的步骤之后，还包括：根据当前时刻的相反电势观测值，对比例谐振控制器在频域的传递函数中的增益系数进行调整。本申请采用的另一个技术方案是：提供一种电机转子位置的检测装置，该检测装置包括处理器和存储器，存储器用于存储程序数据，处理器在执行程序数据时，实现如上述的检测方法。本申请采用的另一个技术方案是：提供一种计算机存储介质，该计算机存储介质用于存储程序数据，程序数据在被处理器执行时，实现如上述的检测方法。本申请提供的电机转子位置的检测方法，通过自适应谐振控制器作为滑模趋近率对相电流误差处理得到相反电势观测值；对相反电势观测值进行相位处理，获取电机转速与转子位置信息。通过上述方式，自适应谐振控制器可对不同频率下的相反电势观测值进行自适应补偿，有效避免高滑模增益时产生的抖振问题，改善系统稳态特性。另外，现有技术中，永磁电机转子位置检测需要滑模观测器与低通滤波器进行配合，而本申请无需低通滤波便能够得到高精度的转子位置信息。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：图1是本申请提供的电机转子位置的检测方法第一实施例的流程示意图；图2是本申请提供的电机转子位置的检测方法第一实施例中的三相静止坐标和两相静止坐标的对比示意图；图3是在一可选的实施例中的谐振控制器的频率特性示意图；图4是本申请提供的电机转子位置的检测方法第二实施例的流程示意图；图5是本申请提供的电机转子位置的检测方法第二实施例的信号流示意图；图6是本申请的实施例在一工况下的转速响应波形图；图7是本申请的实施例在一工况下的估算角度误差示意图；图8是本申请提供的电机转子位置的检测装置一实施例的结构示意图；图9是本申请提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机转子位置的检测方法，其特征在于，包括：/n获取电机当前时刻在两相静止坐标系下的相电流观测值和相电压观测值；/n根据所述当前时刻的相电压观测值，估算所述当前时刻的相电流估算值；/n根据所述当前时刻的相电流观测值和所述当前时刻的相电流估算值，计算所述当前时刻的相电流误差值；/n将所述当前时刻的相电流误差值输入比例谐振控制器，以获得所述当前时刻的相反电势观测值；/n根据所述当前时刻的相反电势观测值，计算所述电机转子当前时刻的电角频率，以获得所述电机转子的位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种电机转子位置的检测方法，其特征在于，包括：
获取电机当前时刻在两相静止坐标系下的相电流观测值和相电压观测值；
根据所述当前时刻的相电压观测值，估算所述当前时刻的相电流估算值；
根据所述当前时刻的相电流观测值和所述当前时刻的相电流估算值，计算所述当前时刻的相电流误差值；
将所述当前时刻的相电流误差值输入比例谐振控制器，以获得所述当前时刻的相反电势观测值；
根据所述当前时刻的相反电势观测值，计算所述电机转子当前时刻的电角频率，以获得所述电机转子的位置。


2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，
所述根据所述当前时刻的相电压观测值，估算所述当前时刻的相电流估算值的步骤，包括：
根据所述当前时刻的相电压观测值、前一时刻已获得的相电流估计值、前一时刻已获得的电角频率、以及前一时刻已获得的相反电势观测值，估算所述当前时刻的相电流估算值。


3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，
所述根据所述当前时刻的相电压观测值、前一时刻已获得的相电流估计值、前一时刻已获得的电角频率、以及前一时刻已获得的相反电势观测值，估算所述当前时刻的相电流估算值的步骤，包括：
计算所述当前时刻的相电压观测值与前一时刻的电压特征值的电压差值，以得到当前时刻的电感电压值；其中，所述电压特征值为所述前一时刻已获得的相电流估算值对应的定子电阻电压值、所述前一时刻已获得的电角频率和交叉轴相电流估算值对应的差异电感电压值、所述前一时刻已获得的相反电势观测值三者之和；
根据所述当前时刻的电感电压值和轴电感，计算电流差分值；
根据所述电流差分值和所述前一时刻已获得的相电流估算值，估算所述当前时刻的相电流估算值。


4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，
所述根据所述当前时刻的相电流观测值和所述当前时刻的相电流估算值，计算所述当前时刻的相电流误差值的步骤，包括：
计算当前时刻的α轴相电流估算值与当前时刻的α轴相电流观测值的差值，以得到当前时刻的α轴相电流误差值；
以及，计算当前时刻的β轴相电流估算值与当前时刻的β轴相电流观测值的差值，以得到当前时刻的β轴相电流误差值。


5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，
所述将所述当前时刻的相电流误差值输入比例谐振控制器，以获得所述当前时刻的相反电势观测值的步骤，包括：
根据谐振增益系数和自适应谐振传递函数建立比例谐振控制器；
将所述当前时刻的相电流误差值输入所述比例谐振...

【专利技术属性】
技术研发人员：林环城，刘毅，
申请(专利权)人：广东美的白色家电技术创新中心有限公司，美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44