【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电机控制，尤其涉及基于准pr的高频电流注入pmsm位置估算方法及系统。
技术介绍
1、永磁同步电机凭借结构简单可靠、功率因素高和效率高等优势在电气传动领域得到了广泛应用。但永磁同步电机在控制过程中需要获知转子位置信息，通常采用机械式位置传感器检测得到，这增加了系统的体积、重量和成本，并且限制了其在高温、强腐蚀等场合的应用。因此，基于电信号的转子位置检测技术应运而生，并迅速成为电气传动领域的一个研究热点，不少学者对永磁同步电机无位置传感器控制技术展开了研究。
2、为有效解决上述问题，切实提高永磁同步电机控制系统的控制品质，国内外学者尝试通过电机运行过程中能够直接得到的参量，如电压、电流等，对转子位置进行估计，以代替机械式传感器，彻底解决由传感造成的系统稳定性、可靠性以及精确性下降的问题，由此形成了永磁同步电机无传感器控制方法。
3、现有无传感器控制方法虽然能够很好地对转子位置进行估计，但都有一定的局限性。j.m.wang,x.m.zhao,z.guo,“analysis and improvement ofpulsating currentinjection based sensorless control of permanent magnet synchronous motor,”in17th international conference on electrical machines and systems(icems),oct.22-25,2014.详细分析了脉振高频电流注入法受电流
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
中所涉及到的缺陷，提出一种基于准比例谐振控制器的高频电流注入pmsm位置估算方法，可避免复杂的旋转坐标变换计算，能无稳态误差地跟踪特定频率的正弦信号，对指定频率的谐波可以进行有选择地补偿。减少了低通滤波器的使用，可以消除现有技术因使用低通滤波器存在的时间延迟问题，并且减少了调试的工作量，能有效估计转子位置。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案，基于准pr的高频电流注入pmsm位置估算方法，包括：在两相旋转坐标系下建立永磁同步电机基波数学模型及高频电压方程；设计电流调节器，对指定频率的谐波可以进行有选择地补偿；在两相旋转坐标系下向估计直轴注入正弦高频电流信号，根据高频激励数学模型进行采样，得到其高频电压响应信号；对通过准pr的电压信号进行park逆变换和空间矢量脉宽调制得到开关信号来驱动电机，检测电机三相绕组中任意两相电流，通过clarke变换、park变换得到同步旋转坐标系下的电流响应信号和；构建位置检测误差信息提取过程，得到位置检测误差信息，实现位置检测。
4、作为本专利技术所述的基于准pr的高频电流注入pmsm位置估算方法的一种优选方案，其中：所述高频电压方程包括，定义d-q为实际同步旋转坐标系、为估计转子同步旋转坐标系α-β为实际两相静止坐标系，并且定义估计位置误差其中，θ为实际转子初始位置，为位置估计值，的初始值为0，
5、当永磁同步电机静止时，在两相旋转坐标系下的电压方程可表示为：
6、
7、其中，
8、作为本专利技术所述的基于准pr的高频电流注入pmsm位置估算方法的一种优选方案，其中：所述设计电流调节器包括，d轴和q轴电流环均使用准比例谐振控制器，其中准比例谐振控制器得传递函数为，
9、
10、其中，kp、ki和ωc分别为准比例谐振控制器的比例系数、积分系数和截止频率。
11、作为本专利技术所述的基于准pr的高频电流注入pmsm位置估算方法的一种优选方案，其中：所述注入正弦高频电流信号包括，根据高频激励数学模型进行采样，得到电机高频电压响应信号和
12、
13、其中，为估计直轴高频电压，为估计交轴高频电压；
14、作为本专利技术所述的基于准pr的高频电流注入pmsm位置估算方法的一种优选方案，其中：所述开关信号来驱动电机包括，对经过准比例谐振控制器同步旋转坐标系上的电压信号进行park逆变换，得到两相静止α-β坐标系下的电压信号uα和uβ，再进行空间矢量脉宽调制svpwm得到三相逆变器开关信号，驱动永磁同步电机。
15、作为本专利技术所述的基于准pr的高频电流注入pmsm位置估算方法的一种优选方案，其中：所述任意两相电流包括，先进行clarke变换得到两相静止α-β坐标系下的电流信号iα和iβ,在经过park变换得到同步旋转坐标系下的电流响应信号和
16、作为本专利技术所述的基于准pr的高频电流注入pmsm位置估算方法的一种优选方案，其中：所述构建位置检测误差信息提取过程包括，构建位置检测误差信息提取过程，估计转子同步旋转坐标系下的q轴电压信号经过带通滤波器得到估计交轴高频电压
17、
18、其中，
19、将与同频率的调制信号2cos(ωht)相乘，经过低通滤波器后得到的幅值，即位置检测误差信息f(δθ)：
20、
21、通过位置观测器得到估计角速度和估计转子位置
22、将给定转子角速度ω*和估计角速度的差值输入速度调节器，其输出为q轴电流给定值将d轴电流给定值设为0；
23、分别将d轴和q轴给定电流和与估计d轴和q轴电流响应信号和的差值输入电流环即准比例谐振控制器中；
24、当位置检测误差δθ较小时，sin(2δθ)≈2δθ，则所述位置检测误差信号包括，
25、f(δθ)≈2ωhimhδlδθ
26、利用pi调节器将f(δθ)减小到0，直到位置检测误差信号δθ为0，得到转子位置的估计值，实现位置检测。
27、本专利技术的另外一个目的是提供基于准pr的高频电流注入pmsm位置估算系统，通过模型建立模块，精确地理解和预测电机行为，从而实现精确控制，优化性能，并有助于故障诊断。电流调节模块通过有效补偿指定频率的谐波，不仅减少了电机的振动和噪声，延长了电机寿命，还提高了运行效率和动态响应。在信号注入模块中，通过高频信号注入和响应分析，实现了无传感器的精确位置检测，同时提高了电机在低速和零速时的性能本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于准PR的高频电流注入PMSM位置估算方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的基于准PR的高频电流注入PMSM位置估算方法，其特征在于：所述高频电压方程包括，定义d-q为实际同步旋转坐标系、为估计转子同步旋转坐标系α-β为实际两相静止坐标系，并且定义估计位置误差其中，θ为实际转子初始位置，为位置估计值，的初始值为0，
3.如权利要求2所述的基于准PR的高频电流注入PMSM位置估算方法，其特征在于：所述设计电流调节器包括，d轴和q轴电流环均使用准比例谐振控制器，其中准比例谐振控制器得传递函数为
4.如权利要求3所述的基于准PR的高频电流注入PMSM位置估算方法，其特征在于：所述注入正弦高频电流信号为
5.如权利要求4所述的基于准PR的高频电流注入PMSM位置估算方法，其特征在于：所述开关信号来驱动电机包括，对经过准比例谐振控制器同步旋转坐标系上的电压信号进行Park逆变换，得到两相静止α-β坐标系下的电压信号uα和uβ，再进行空间矢量脉宽调制SVPWM得到三相逆变器开关信号，驱动永磁同步电机。
6.如权利要求
7.如权利要求6所述的基于准PR的高频电流注入PMSM位置估算方法，其特征在于：所述构建位置检测误差信息提取过程包括，构建位置检测误差信息提取过程，估计转子同步旋转坐标系下的q轴电压信号经过带通滤波器得到估计交轴高频电压
8.一种基于权利要求1-7任一所述的基于准PR的高频电流注入PMSM位置估算方法的系统，其特征在于：包括，模型建立模块、电流调节模块、信号注入模块、信号处理模块及误差提取模块；
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.基于准pr的高频电流注入pmsm位置估算方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的基于准pr的高频电流注入pmsm位置估算方法，其特征在于：所述高频电压方程包括，定义d-q为实际同步旋转坐标系、为估计转子同步旋转坐标系α-β为实际两相静止坐标系，并且定义估计位置误差其中，θ为实际转子初始位置，为位置估计值，的初始值为0，
3.如权利要求2所述的基于准pr的高频电流注入pmsm位置估算方法，其特征在于：所述设计电流调节器包括，d轴和q轴电流环均使用准比例谐振控制器，其中准比例谐振控制器得传递函数为
4.如权利要求3所述的基于准pr的高频电流注入pmsm位置估算方法，其特征在于：所述注入正弦高频电流信号为
5.如权利要求4所述的基于准pr的高频电流注入pmsm位置估算方法，其特征在于：所述开关信号来驱动电机包括，对经过准比例谐振控制器同步旋转坐标系上的电压信号进行park逆变换，得到两相静止α-β坐标系下的电压信号uα和uβ，再进行空间矢量脉宽调制svpwm得到三相逆变器开关信号，驱动永磁同步电机。
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