反电动势函数积分预测的无刷直流电机控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种反电动势函数积分预测的无刷直流电机控制系统及方法，所述方法包括如下步骤：首先，构造一个反电动势函数，经数字信号处理器的模数转换模块采集后进行二值化处理，并利用最小二乘法原理计算线性化参数，依此得到反电动势过零点；然后，利用二阶龙格

【技术实现步骤摘要】
反电动势函数积分预测的无刷直流电机控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及电机控制领域，尤其是一种反电动势函数积分预测的无刷直流电机控制系统及方法。

技术介绍

[0002]无刷直流电机具有能量密度高、机电转换效率高、结构简单等优点，特别是以电子换向器取代机械换向器使其获得更加可靠的性能，在各个领域得到广泛应用。根据无刷直流电机控制中位置反馈的方式，可分为有位置传感器控制和无位置传感器控制两大类。传统的有位置传感器(如开关霍尔传感器)控制增加了系统的复杂性，降低了系统的可靠性。相比之下，无位置传感器控制无需安装传感器，避免了传感器引线和装配精度对电机性能的影响，提高系统的可靠性和对环境的适应性。
[0003]无位置传感器控制通过检测电机自身电感、电压和电流等信号，提取所需要的转子位置信息，其中最常用的是反电动势检测法。然而，检测的电压信号中往往存在许多噪声，导致过零点误检而引起换相失败。尽管可以采用低通滤波器滤除，但低通滤波器会引入相位延迟，引起换相误差，降低电机换相精度。
[0004]目前，换相误差补偿和闭环校正等方法被广泛应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反电动势函数积分预测的无刷直流电机控制系统，其特征在于：包括直流电源、Buck变换器、三相全桥、无刷直流电机、调理电路、过零点检测模块、换相点检测模块；其中，所述直流电源与Buck变换器、三相全桥、无刷直流电机依次连接；所述无刷直流电机外围连接到调理电路；调理电路与过零点检测模块、换相点检测模块依次连接，且换相点检测模块连接到三相全桥。2.一种利用权利要求1的系统进行的无刷直流电机控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、Buck变换器根据电机转速及负载采用脉冲宽度调制的方式控制Buck变换器的开关管T
B
，将直流电源提供的直流电压变换为可控直流电压，供给三相全桥，实现对输入到无刷直流电机电压的调节；步骤2、构造一个反电动势函数u
xs
，利用调理电路将u
xs
电压信号进行放大、整形，并经数字信号处理器的模数转换模块采集，由过零点检测模块进行二值化处理，并利用最小二乘法原理计算线性化参数，获取反电动势过零点；其中，x＝a,b,c，u
as
、u
bs
和u
cs
分别表示电机的A相、B相和C相相对S点的电压；步骤3、换相点检测模块利用二阶龙格
‑
库塔法对该反电动势函数积分，针对离散采样对换相精度的影响，采用基于线性化反电动势函数积分预测的方法对换相点进行预测，并通过与换相积分阈值对比，生成换相点。3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述步骤2中，过零点检测模块进行过零点检测，具体包括如下步骤：(2.1)对模数转换模块采样得到的u
xs
与零进行对比，得到u
xs
的二值化信号u
xsb
；然后检测u
xsb
的边沿信号，当检测到电压序列为“01”和“10”时，分别表示u
xsb
的上升沿和下降沿，此刻的采样点记作t
xz
；(2.2)对t
xz
附近的u
xs
进行局部范围近似线性化处理，得到u
xs
的线性化形式：u
xs
(t)＝a
xz
+b
xz
t t∈(t
xz
‑
δ
xz
,t
xz
+δ
xz
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)其中，a
xz
和b
xz
为过零点附近的线性化参数，(t
xz
‑
δ
xz
,t
xz
+δ
xz
)为t
xz
的δ

【专利技术属性】
技术研发人员：张海峰，邓丽蓉，郑世强，金浩，田鸽，吴浩廷，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：