【技术实现步骤摘要】
涉及电机，具体涉及永磁同步电机的转子位置估计与驱动控制。
技术介绍
1、车用内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor，ipmsm)控制常采用磁场定向控制(field-oriented control，foc)策略，而foc控制中需要电机精确的转子位置和转速信息。目前，车用ipmsm常采用旋转变压器及相应解码电路获得转子位置信息。该技术方案相对比较成熟，然而仍存在诸多不足：a)连接线束增加系统了复杂度，系统可靠性与安全性较低；b)车用工况中的高温、振动环境易造成旋转变压器特性不稳定甚至失效；c)旋转变压器及线束安装占用空间，不利于电驱动系统高功率密度设计；d)旋转变压器及其调理解码电路成本较高；e)旋转变压器的安装精度将对系统控制性能造成影响等。因此，针对车用ipmsm的无位置传感器控制技术应用对于电驱动系统整体成本的降低、功率密度提升以及可靠性的提高有着非常重要的意义。此外，即使当前电机已经安装位置传感器，无位置传感器控制也可以作为后备冗余来提高整车系统的安全性与可靠性。近年来，随着数字处理器技术的进步，普通电控系统的处理器已经能够满足引入无位置传感器控制的计算需求，车用永磁同步电机的无位置传感器控制方法得以极快发展。
2、目前，ipmsm全速域无位置传感器控制算法主要分为基于电机凸极性的零低速算法和基于反电势或磁链观测的中高速算法两方面。其中，零低速无位置传感器控制算法主要为基于高频信号的注入法。高频注入法不依赖电机参数，但其基本原理依赖于电机的凸极
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的，基于传统的高频注入法获取的转子位置的误差增加，影响电机重载情况下的启动性能的技术问题，本专利技术提供的技术方案为：
2、永磁同步电机无位置传感器控制方法，所述方法包括：
3、根据预设n阶多项式函数来描述电机模型中非线性关系的步骤；
4、根据预设所述n阶多项式函数的系数，得到增量电感的步骤；
5、将预设hf方波电压信号输入预设的转子位置估计观测坐标系中的步骤；
6、根据所述增量电感和输入hf方波电压信号的坐标系，得到当前时刻的电流预测值的步骤；
7、根据所述预测值和实际值的差，得到转子位置误差信息的步骤；
8、根据所述转子位置误差，实现转子位置的精确估计的步骤。
9、进一步，提供一个优选实施方式，所述n阶多项式函数根据dq轴磁链和互感的变化特性得到。
10、进一步，提供一个优选实施方式，根据所述输入hf方波电压信号的坐标系得到估计电流，当转子的估计位置与实际位置相同时，当前时刻的估计电流即为所述当前时刻的电流预测值。
11、进一步，提供一个优选实施方式，所述转子误差信息根据：
12、通过所述输入hf方波电压信号的坐标系和实际转子坐标系之差得到的包含转子位置信息的表达式得到。
13、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了永磁同步电机无位置传感器控制装置，所述装置包括：
14、根据预设n阶多项式函数来描述电机模型中非线性关系的模块；
15、根据预设所述n阶多项式函数的系数，得到增量电感的模块；
16、将预设hf方波电压信号输入预设的转子位置估计观测坐标系中的模块；
17、根据所述增量电感和输入hf方波电压信号的坐标系，得到当前时刻的电流预测值的模块；
18、根据所述预测值和实际值的差，得到转子位置误差信息的模块；
19、根据所述转子位置误差，实现转子位置的精确估计的模块。
20、进一步，提供一个优选实施方式，所述n阶多项式函数根据dq轴磁链和互感的变化特性得到。
21、进一步，提供一个优选实施方式，根据所述输入hf方波电压信号的坐标系得到估计电流，当转子的估计位置与实际位置相同时，当前时刻的估计电流即为所述当前时刻的电流预测值。
22、进一步，提供一个优选实施方式，所述转子误差信息根据：
23、通过所述输入hf方波电压信号的坐标系和实际转子坐标系之差得到的包含转子位置信息的表达式得到。
24、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了计算机储存介质，用于储存计算机程序，当所述计算机程序被计算机读取时，所述计算机执行所述的方法。
25、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了计算机，包括处理器和储存介质，当所述储存介质中储存的计算机程序被处理器读取时，所述计算机执行所述的方法。
26、与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案的有益之处在于：
27、本专利技术提供的永磁同步电机无位置传感器控制方法，通过引入n阶多项式对电机的非线性特性进行精确描述，并结合电机磁链特性构建增量电感模型，最后基于电流预测原理获得位置误差信息；提高了永磁同步电机低速重载情况下的位置估计精度，对车用永磁同步电机在无位置传感器或位置传感器容错情况下的安全可靠性与运行性能提升具有重要意义。
28、本专利技术提供的永磁同步电机无位置传感器控制方法，考虑电机非线性特性与耦合效应，借助简单高效的多项式拟合手段，构建了改进型的电机非线性增量电感模型。从基本原理上考虑了位置估计误差的产生原因，同时结合电流预测原理进行位置信息的估计，消除了传统的低通滤波环节，最终提高了永磁同步电机在低速重载工况下转子位置信息的快速与精确估计。
29、本专利技术提供的永磁同步电机无位置传感器控制方法，通过考虑电机的非线性特性与耦合效应，结合模型预测控制技术，解决了ipmsm在低速重载工况下因电机凸极效应减弱而导致的位置估计误差增大的难题。
30、本专利技术提供的永磁同步电机无位置传感器控制方法，适合应用于电动汽车用永磁同步电机的低速重载启动与运行。
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1.永磁同步电机无位置传感器控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机无位置传感器控制方法，其特征在于，所述N阶多项式函数根据dq轴磁链和互感的变化特性得到。
3.根据权利要求1所述的永磁同步电机无位置传感器控制方法，其特征在于，根据所述输入HF方波电压信号的坐标系得到估计电流，当转子的估计位置与实际位置相同时，当前时刻的估计电流即为所述当前时刻的电流预测值。
4.根据权利要求1所述的永磁同步电机无位置传感器控制方法，其特征在于，所述转子误差信息根据：
5.永磁同步电机无位置传感器控制装置，其特征在于，所述装置包括：
6.根据权利要求5所述的永磁同步电机无位置传感器控制装置，其特征在于，所述N阶多项式函数根据dq轴磁链和互感的变化特性得到。
7.根据权利要求5所述的永磁同步电机无位置传感器控制装置，其特征在于，根据所述输入HF方波电压信号的坐标系得到估计电流，当转子的估计位置与实际位置相同时，当前时刻的估计电流即为所述当前时刻的电流预测值。
8.根据权利要求5所述的
9.计算机储存介质，用于储存计算机程序，其特征在于，当所述计算机程序被计算机读取时，所述计算机执行权利要求1所述的方法。
10.计算机，包括处理器和储存介质，其特征在于，当所述储存介质中储存的计算机程序被处理器读取时，所述计算机执行权利要求1所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.永磁同步电机无位置传感器控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机无位置传感器控制方法，其特征在于，所述n阶多项式函数根据dq轴磁链和互感的变化特性得到。
3.根据权利要求1所述的永磁同步电机无位置传感器控制方法，其特征在于，根据所述输入hf方波电压信号的坐标系得到估计电流，当转子的估计位置与实际位置相同时，当前时刻的估计电流即为所述当前时刻的电流预测值。
4.根据权利要求1所述的永磁同步电机无位置传感器控制方法，其特征在于，所述转子误差信息根据：
5.永磁同步电机无位置传感器控制装置，其特征在于，所述装置包括：
6.根据权利要求5所述的永磁同步电机无位置传感器控制装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜博超，姚凯，夏春阳，程远，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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