基于零速滤波的直流无刷电机速度估计方法技术

本发明专利技术属于电机控制技术领域，设计一种基于零速滤波的直流无刷电机速度估计方法，1)分别采集初始位置S0和其相邻位置S1的位置信号，并计算从S0变化至S1的时间间隔T1，得出速度估计值V1，并输出；2)采集电机转子从S

【技术实现步骤摘要】
基于零速滤波的直流无刷电机速度估计方法


[0001]本专利技术属于电机控制
，设计一种基于零速滤波的直流无刷电机速度估计方法。

技术介绍

[0002]直流无刷电机有ABC三路霍尔信号，当对电机运行中的速度估计时，常用的算法是通过计算相邻两个霍尔信号变化的时间间隔，对时间间隔求倒数，并乘以常数，从而计算得出电机的运行速度，但是在电机速度计算控制中，当速度指令为零时，由于速度估计容易在相邻霍尔信号处出现震荡，随之速度控制出现震荡，目前没有较好的解决这一问题的方案。

技术实现思路

[0003]针对上述现有直流无刷电机速度估计出现的技术问题，本专利技术提供一种基于零速滤波的直流无刷电机速度估计方法，通过零速滤波判定前后两次的电机速度估计输入值之间是否异号，避免电机输出速度发生震荡，从而保证对电机速度的有效控制。
[0004]为了解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0005]一种基于零速滤波的直流无刷电机速度估计方法包括以下步骤：
[0006]1)电机转动过程中，分别采集初始位置S0和其相邻位置S1的位置信号，并计算电机转子从S0位置变化至S1位置所用的时间间隔T1，得出电机转子的速度估计值V1，此时电机以V1作为输出速度；
[0007]2)继续采集电机转子从位置S1转至其的相邻位置S2时的位置信号，并计算电机转子从位置S1变化至位置S2所用的时间间隔T2，计算得出电机的速度估计值V2；将速度估计值V2与速度估计值V1相乘，若乘积小于0，则电机输出速度为0；若乘积大于等于0，此时电机以V2作为输出速度；
[0008]3)以步骤2)类推，采集电机转子从S
n
‑1转至其相邻位置S
n
时的位置信号，并计算电机转子从S
n
‑1变化至S
n
位置所用的时间间隔T
n
，计算得出电机的速度估计值V
n
；将速度估计值V
n
与速度估计值V
n
‑1相乘，若乘积小于0，则电机输出速度为0；若乘积大于等于0，此时电机以V
n
作为输出速度；n＝3、4、5。
[0009]进一步的，所述电机转子若从位置S0开始，依次经S1、S2、S3、S4和S5后重新转回位置S0为一个转动周期。
[0010]进一步的，定义电机转子从S0向其相邻位置S1转动时，位置信号变化为正向变化，速度估计值V1的矢量值为正值；从S0转动至S5时，位置信号变化为负向变化，速度估计值V1的矢量值为负值。
[0011]进一步的，所述步骤1)的具体过程是：电机转动过程中，采集初始位置S0的位置信号并开始计时为T
S0
＝0，当电机转子转动至初始位置S0的相邻位置S1时，采集S1的位置信号，并记录电机转子从初始位置S0转动到位置S1所用的时间T
S1
，并计算电机转子从S0位置变化至S1位置所用的时间间隔T1＝T
S1
‑
T
S0
＝T
S1
，得出电机转子的速度估计值V1＝π/3T1。
[0012]进一步的，所述步骤2)的具体过程是：当电机转子转动至位置S1的相邻位置S2时，采集电机转子转至S2时的位置信号，记录电机转子从S0位置变化至S2位置所用的时间T
S2
，计算电机转子从S1位置变化至S2位置所用的时间间隔T2＝T
S2
‑
T
S1
，计算得出电机的速度估计值V2＝π/3T2；将速度估计值V2与速度估计值V1相乘，若乘积小于0，则电机输出速度为0；若乘积大于等于0，电机输出速度值为V2。
[0013]进一步的，所述步骤3)的具体过程是：当电机转子转动至位置S
n
‑1的相邻位置S
n
时，采集电机转子转至S
n
时的位置信号，记录电机转子从S0位置变化至S
n
位置所用的时间T
Sn
，计算电机转子从S
n
‑1位置变化至S
n
位置所用的时间间隔T
n
＝T
Sn
‑
T
Sn
‑1，计算得出电机的速度估计值V
n
＝π/3T
n
；将速度估计值V
n
与速度估计值V
n
‑1相乘，若乘积小于0，则电机输出速度为0；若乘积大于等于0，电机输出速度值为V
n
。
[0014]本专利技术的有益效果是：
[0015]本专利技术提供的基于零速滤波的直流无刷电机速度估计方法包括以下步骤：1)电机转动过程中，分别采集初始位置S0和其相邻位置S1的位置信号，并计算电机转子从S0位置变化至S1位置所用的时间间隔T1，得出电机转子的速度估计值V1，此时电机以V1作为输出速度；2)继续采集电机转子从位置S1转至其的相邻位置S2时的位置信号，并计算电机转子从位置S1变化至位置S2所用的时间间隔T2，计算得出电机的速度估计值V2；将速度估计值V2与速度估计值V1相乘，若乘积小于0，则电机输出速度为0；若乘积大于等于0，此时电机以V2作为输出速度；3)以步骤2)类推，采集电机转子从S
n
‑1转至其相邻位置S
n
时的位置信号，并计算电机转子从S
n
‑1变化至S
n
位置所用的时间间隔T
n
，计算得出电机的速度估计值V
n
；将速度估计值V
n
与速度估计值V
n
‑1相乘，若乘积小于0，则电机输出速度为0；若乘积大于等于0，此时电机以V
n
作为输出速度；n＝3、4、5。在电机转动过程中，通过采集的位置信号计算得出电机速度估计值，并通过零速滤波判定，判断速度估计值与上一次速度估计值是否异号，从而可以消除由于速度估计从正值向负值变化过程中，输出速度变化范围大，而导致的电机发生震荡而出现的速度震荡。
附图说明
[0016]图1为本专利技术提供的速度估计零速判定过程示意图；
[0017]图2为直流无刷电机霍尔信号的六步波形式变化示意图；
[0018]图3为直流无刷电机霍尔信号一个循环变化示意图。
具体实施方式
[0019]现结合附图以及实施例对本专利技术做详细的说明。
[0020]实施例1
[0021]本实施例提供的基于零速滤波的直流无刷电机速度估计方法包括以下步骤：
[0022]1)电机转动过程中，分别采集初始位置S0和其相邻位置S1的位置信号，并计算电机转子从S0位置变化至S1位置所用的时间间隔T1，得出电机转子的速度估计值V1，此时电机以V1作为输出速度；
[0023]2)继续采集电机转子从位置S1转至其的相邻位置S2时的位置信号，并计算电机转子从位置S1变化至位置S2所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于零速滤波的直流无刷电机速度估计方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：1)电机转动过程中，分别采集初始位置S0和其相邻位置S1的位置信号，并计算电机转子从S0位置变化至S1位置所用的时间间隔T1，得出电机转子的速度估计值V1，此时电机以V1作为输出速度；2)继续采集电机转子从位置S1转至其的相邻位置S2时的位置信号，并计算电机转子从位置S1变化至位置S2所用的时间间隔T2，计算得出电机的速度估计值V2；将速度估计值V2与速度估计值V1相乘，若乘积小于0，则电机输出速度为0；若乘积大于等于0，此时电机以V2作为输出速度；3)以步骤2)类推，采集电机转子从S
n
‑1转至其相邻位置S
n
时的位置信号，并计算电机转子从S
n
‑1变化至S
n
位置所用的时间间隔T
n
，计算得出电机的速度估计值V
n
；将速度估计值V
n
与速度估计值V
n
‑1相乘，若乘积小于0，则电机输出速度为0；若乘积大于等于0，此时电机以V
n
作为输出速度；n＝3、4、5。2.根据权利要求1所述的基于零速滤波的直流无刷电机速度估计方法，其特征在于：所述电机转子若从位置S0开始，依次经S1、S2、S3、S4和S5后重新转回位置S0为一个转动周期。3.根据权利要求1所述的基于零速滤波的直流无刷电机速度估计方法，其特征在于：定义电机转子从S0向其相邻位置S1转动时，位置信号变化为正向变化，速度估计值V1的矢量值为正值；从S0转动至S5时，位置信号变化为负向变化，速度估计值V1的矢量值为负值。4.根据权利要求3所述的基于零速滤波的直流无刷电机速度估计方法，其特征在于：所述步骤1)的具体过程是：电机转动过程中，采集初始位置S0的位置信号并开始计时为T
S0
＝0，当电机转子转动至初始位置S0的相邻位置S1时，采集S1的位置信号，并记录电...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐和祥，杨小亭，姚远，王东东，
申请(专利权)人：西安星球通智能装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：