永磁同步电机转子角度识别方法及协作机械臂系统技术方案

本发明专利技术公开了一种永磁同步电机转子角度识别方法及协作机械臂系统，其中方法包括：S1、配置PWM模式为半周期中心对齐模式，设置PWM频率，配置PWM模式完成后延时第一时间间隔；S2、执行A相、B相和C相电流检测；根据检测结果计算A相、B相、C相的积分变量；S3、根据计算得到的A相的积分变量、B相的积分变量以及C相的积分变量综合判断扇区中心位置，得到转子的电气角度。其中机械臂系统包括：示教器、电器柜和机械臂；机械臂包括多个关节和末端工具盘；关节包括磁编码器、光编码器、IPMSM电机、电机控制板、抱闸机构以及谐波减速器。本发明专利技术能够检测机械臂系统的电机零速状态下转子初始位置。

【技术实现步骤摘要】
永磁同步电机转子角度识别方法及协作机械臂系统
本专利技术涉及永磁同步电机
，尤其涉及一种永磁同步电机转子角度识别方法及协作机械臂系统。
技术介绍
国内外的学术界和工业界对无位置传感器控制技术的研究一直保持着较高关注和兴趣，促使该技术成为了电机控制领域的重要发展趋势之一。至今，众多学者仍在不懈地进行该方面研究。众多研究成果表明，当电机转速高于一定的转速时，实现无位置传感器控制并不困难，但在起动、零速和低速运行时，实现转速和位置估计难度较大。目前，无位置传感器控制技术运用到永磁同步电机矢量控制和直接转矩控制系统中，在中、高速段已能较好地运行。但是，在低速段尤其是起动时，性能下降较大，控制精度不高。永磁同步电机无位置传感器控制技术大致可以分为两大类：一类适用于中、高速，另一类适用于零速和低速。中、高速的控制方法大多基于电机基波模型，直接或间接从反电势中获取转子位置信息，相对容易实现。但在低速时反电势信号较小不易检测，特别是当电机静止时反电势为零，难以从反电势中获得转子位置。因此，零速和低速无位置传感器控制技术是研究的关键与难点。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁同步电机转子角度识别方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/nS1、配置PWM模式为半周期中心对齐模式，设置PWM频率，配置PWM模式完成后延时第一时间间隔；/nS2、对A相、B相和C相进行电流检测，所述电流检测包括：设置PWM占空比，在一个PWM周期的上半周期和下半周期各执行一次PWM占空比更新，所述PWM占空比由电机本身参数确定；在当前PWM周期起点采集相电流得到相的第一峰值电流，在当前周期中点采集相电流得到相的第二峰值电流；将相的所述第一峰值电流和第二峰值电流相加得到相电流的周期电流峰值差；对所述相电流的周期电流峰值差进行积分运算得到相的积分变量；/nS3、根据计算得到的A...

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机转子角度识别方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、配置PWM模式为半周期中心对齐模式，设置PWM频率，配置PWM模式完成后延时第一时间间隔；
S2、对A相、B相和C相进行电流检测，所述电流检测包括：设置PWM占空比，在一个PWM周期的上半周期和下半周期各执行一次PWM占空比更新，所述PWM占空比由电机本身参数确定；在当前PWM周期起点采集相电流得到相的第一峰值电流，在当前周期中点采集相电流得到相的第二峰值电流；将相的所述第一峰值电流和第二峰值电流相加得到相电流的周期电流峰值差；对所述相电流的周期电流峰值差进行积分运算得到相的积分变量；
S3、根据计算得到的A相的积分变量、B相的积分变量以及C相的积分变量综合判断扇区中心位置，得到转子的电气角度。


2.根据权利要求1所述的永磁同步电机转子角度识别方法，其特征在于，所述PWM占空比且由电机本身参数确定包括：
基于产生的感抗电压确定峰值电流产生的时间位置点，其中L表示电感系数，i表示电流，t表示时间；确定所述PWM占空比满足在所述PWM频率下采样到峰值电流点；以及
采用所述PWM占空比电机产生峰值电流时达到磁饱状态。


3.根据权利要求1所述的永磁同步电机转子角度识别方法，其特征在于，所述PWM频率为20000Hz。


4.根据权利要求3所述的永磁同步电机转子角度识别方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
执行C相电流检测，上半周期占空比更新时占空比设置为：A相占空比为0.5，B相占空比为0.5，C相占空比为0.25；下半周期占空比更新时占空比设置为：A相占空比为0.5，B相占空比为0.5，C相占空比为0.75；得到上半周期产生占空比为0.25的60°电角度位置的电压矢量U2，下半周期产生占空比为0.25的240°电角度位置的电压矢量U5；采样电流并计算得到C相的积分变量；
执行B相电流检测，上半周期占空比更新时占空比设置为：A相占空比为0.5，B相占空比为0.25，C相占空比为0.5；下半周期占空比更新时占空比设置为：A相占空比为0.5，B相占空比为0.75，C相占空比为0.5；得到上半周期产生占空比为0.25的300°电角度位置的电压矢量U6，下半周期产生占空比为0.25的240°电角度位置的电压矢量U3；采样电流并计算得到B相的积分变量；
执行A相电流检测，上半周期占空比更新时占空比设置为：A相占空比为0.5，B相占空比为0.5，C相占空比为0.25；下半周期占空比更新时占空比设置为：A相占空比为0.5，B相占空比为0.5，C相占空比为0.75；得到上半周期产生占空比为0.25的180°电角度位置的电压矢量U4，下半周期产生占空比为0.25的0°...

【专利技术属性】
技术研发人员：张迪，陕振勇，温中蒙，苏杰，郎井东，甄九明，
申请(专利权)人：尔智机器人珠海有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44