【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及永磁同步电机控制，公开了一种电机自标定控制方法。
技术介绍
1、永磁同步电机pmsm(permanent magnet synchronous motor)是目前最先进的电机技术，它具有高效率、低成本、低噪声、高功率因素等优点，因此被广泛应用于汽车、航空航天、电子、工业控制、家用电器等领域。为实现永磁同步电机的高效精确控制，转子的位置是至关重要的输入变量，目前使用定子绕组中相关变量，使用观测器算法来估算出电机转子的位置和速度是一个研究热点，但无位置传感器算法在启动、低速以及高速的不同情况下，由于定子绕组内部磁场的变化，有高频、谐波等干扰导致低速与高速需要使用不同的算法，增加芯片的计算负担，相对于使用机械传感器能实时精确测量电机转子位置，无位置传感器算法在稳定、快速与高效的电机控制上对比有位置算法略显不足，但目前市面上所使用的磁传感器、旋转变压器、光电编码器和霍尔编码器等传感器，因为采用与电机转子同轴安装，由于装配工艺问题，会使得传感器所测初始零位角度与永磁同步电机转子的初始零位角度不会恰好重合，即便是同一种类批次的电机，每一台电机的传感器所测初始零位角度与永磁同步电机转子初始零位角度也不相同，所以每一台电机的都需要标定转子零位误差角，拟找到电机转子的初始零位角，通常采用采用定向定子电流法、高频脉冲注入法以及使用测功机对拖进行每一台电机零位误差的标定，这些方法不仅具有各自的局限性，并且工作内容重复，工作量大。
2、申请号为cn108017276a，专利技术名称为“驱动系统的电机零位标定方法、驱动系统及车辆
3、申请号为cn108419492a，专利技术名称为“一种永磁同步电机零位标定方法、标定装置及控制系统”的专利中，提供了一种开环控制标定电机零位的方法，该专利给定ualpha≤1和ubeta＝0驱动电机旋转，获取电机实际角度，根据实际角度计算转速与转速变化值，并以此判断电机是否转动到零点，当转到零位时停止标定，没转到零位则电机继续旋转，该方法操作简单，精确度较高，但需要电机标定时处于无负载的情况，且需要反复操作才能得到准确的电机零位，实际应用中调试工作量较大。
4、申请号为cn113636655b，专利技术名称为“一种永磁同步电机零位标定方法及装置”的专利中，采用控制三相全桥电路固定开关管的方式实现电机的固定角度旋转，进而实现电机零位标定的目的，通过控制u相上桥臂v相下桥臂与w相下桥臂的导通，将转子固定到初始状态，记实际角度θ1，再控制u相上桥臂v相下桥臂w相上桥臂，将转子固定到偏转角度(电角度60)，记实际角度θ2，通过第一次与第二次角度误差的相加得到电机的最终零位，通过对比实测转速与目标转速是否一致来判定零位是否准确。该方法易于实现，计算简单，但在实际调试中工作量较大，不具备普适性。
5、申请号为cn113416385a，专利技术名称为“一种eps控制器中电机角度零位检测及零位标定方法”的专利中，该方法使用伺服电机对拖标定电机旋转，检测永磁同步电机三相反电动势与磁传感器反馈的位置信号，当表面式永磁同步电机旋转稳定后,检测设备连续采集多组u-v线反电动势过正零点时，磁感应芯片测得的角度值β，根据β角计算永磁同步电机的零位值，该方法需要借助设备较多，计算复杂，实际应用中调试较为困难。
6、申请号为cn115938180a，专利技术名称为“一种永磁同步电机的无位置传感器控制方法”的专利中，提供了一种基于模型参考自适应的无位置传感器控制方法，该方法将模糊控制理论引入滑模控制中，系统状态变量的趋近速度随着与滑模面距离的变化而变化，然后通过设计模糊规则输出切换增益k，根据所述切换增益k自整定系统切换增益，削弱了系统的抖振问题，进而得到电机的转速，使用多种算法来准确估算电机转子的转速与角度，所受内部磁场变化的影响较大，对芯片算力要求较高，不适合量产使用。
7、因此，现有技术中常见的永磁同步电机的零位标定方法与无位置传感器算法都具有各自的局限性，难以对带有位置传感器的永磁同步电机的转子零位误差实现更简便高效的标定，因此需要在无位置传感器算法基础上对永磁同步电机的转子零位误差的标定方法进行改进，提高标定进度，减少标定工作量。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提出一种永磁同步电机估计旋转坐标系模型(111)与比例积分观测器(1)及转子位置自动标定(3)，以解决永磁同步电机零位误差标定操作复杂、调试工作量大的问题。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种电机自标定控制方法，其特征在于，该方法包括比例积分观测器(1)、位置传感器检测(2)、转子位置自动标定(3)、克拉克与帕克变换(4)、速度比例积分控制器(5)、q轴电流比例积分控制器(6)、d轴电流比例积分控制器(7)、逆帕克变换和空间脉宽矢量调制(8)、逆变器与永磁同步电机(9)，比例积分观测器(1)基于旋转坐标系，根据d轴电流反馈值(402)、q轴电流反馈值(403)、q轴参考电压(602)、d轴参考电压(702)估算永磁同步电机实际同步估计转速(11106)和估计电角度(11104)，位置传感器检测(2)通过spi(serialperipheral interface)传输电角度，角度切换函数(304)通过计算选择矢量控制所用转子电角度(303)，克拉克与帕克变换(4)根据a相电流实测值(902)与c相电流实测值(903)计算得出q轴电流反馈值(403)、d轴电流反馈值(402)，速度比例积分控制器(5)根据电机转速参考值与估计值的差值(502)计算得出q轴电流参考值(503)，q轴电流比例积分控制器(6)根据q轴电流参考值与反馈值的差值(601)计算得出q轴参考电压(602)，d轴电流比例积分控制器(7)根据d轴电流参考值与反馈值的差值(702)计算得出d轴参考电压(703),逆帕克变换和空间脉宽矢量调制(8)根据计算得出三相pwm波占空比，输出三相pwm波控制三相全桥逆变电路(901)斩出三相正弦波实现永磁同步电机(904)的驱动，整个系统形成速度与电流双闭环，最终实现对永磁同步电机零位误差自动标定的驱动控制。
4、该方法包含以下步骤：
5、步骤一、旋转坐标系建模(11)，建立永磁同步电机估计旋转坐标系模型(111)，得到预估dq轴旋转坐标系(11102)电压模型如下：
6、
7、其中(1311)为d轴电压估计值，(1312)为q轴电压估计值，rs(1301)为电机相电阻，(1313)为d轴电流估计值，(1314)为q轴电流估计值，ld(13本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电机自标定控制方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的旋转坐标系建模(11)，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的观测器设计(12)，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的转子位置自动标定(3)，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的角度切换函数(304)，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种电机自标定控制方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的旋转坐标系建模(11)，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的观测器设计(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏宇江，贺林，石琴，葛胜讯，姚强，汪勇，叶凡，李祥龙，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
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