申请/专利权人：西北工业大学

申请日：2022-12-23

公开（公告）日：2023-05-30

公开（公告）号：CN116191974A

主分类号：H02P23/14

分类号：H02P23/14;H02P23/12;H02P25/089

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2023.06.16#实质审查的生效;2023.05.30#公开

摘要：本发明提出一种基于卡尔曼融合的开关磁阻电机无位置传感器转子位置估计方法，通过将基于脉冲注入的方法以及基于饱和‑非饱和电感转化的方法相融合，并确定最优的融合系数，使得融合后的结果误差最小，并且能够在减少位置估计误差的同时保留简便的计算和测量步骤。本发明能够显著地提高了转子位置估计的精度，而且与传统的无位置传感器控制方法相比，本发明不需要额外的测量硬件和复杂的数据表，只需要少量系数的存储空间和简单的公式计算，适用性很高。

主权项：1.一种基于卡尔曼融合的开关磁阻电机无位置传感器转子位置估计方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：在电机转子位置θTH处于某些设定值时，采集开关磁阻电机的电感特性L和相电流i建立电感阈值表LθTH,i；步骤2：采集开关磁阻电机运行过程中，k时刻的相电压Uk，相电流ik和相绕组Rk值，根据在线计算公式 得到每相电感值Lθ,i，将得到的每相电感值与步骤1得到的电感阈值表进行比较，确定可以进行脉冲注入的空闲相；步骤3：在开关磁阻电机运行过程中，向空闲相注入高频脉冲后，通过公式 得到k时刻脉冲注入相的不饱和相电感值Lk，其中Ubus、VT、VD、dikdt|ON、dikdt|OFF分别为母线电压、开关磁阻电机功率变换器开关管压降、功率变换器二极管压降、功率变换器开关导通和关断时的电流斜率；步骤4：采集在高频脉冲注入时刻，非脉冲注入相的相电压、相电流和相绕组，根据在线计算公式，得到高频脉冲注入时刻非脉冲注入相的饱和电感值；步骤5：利用饱和-非饱和电感转化法获得非脉冲注入相的不饱和电感特性：当转子位置在θ1、θhr之间时通过一次函数Lun1θ将非脉冲注入相的电感特性转化为不饱和电感特性，当转子位置在θhr、θ2之间时，通过二次函数Lun2θ将非脉冲注入相的电感特性转化为不饱和电感特性，将转化后的不饱和电感特性记为Lun；Lun1θ＝kiLθ,i+L0iLun2θ＝aiLθ,i2+biLθ,i2+ci其中ki、L0i是函数Lun1θ的斜率和截距，θ1、θhr、θ2是转子特殊位置角，分别代表转子极前沿与定子极后沿相遇的位置角、转子极前沿与定子极中点相遇的位置角、转子极前沿与定子极前沿相遇的位置角，ai、bi、ci是Lun2θ的系数；步骤6：将步骤3得到的脉冲注入相不饱和电感和步骤5得到的非脉冲注入相不饱和电感带入一次函数θα和θβ 根据脉冲注入相和非脉冲注入相之间的电角度关系，分别得到高频脉冲注入法和饱和-非饱和电感转化法的注入相转子位置θα、θβ，其中a、b是常系数；步骤7：建立以下公式 其中Var表示求方差函数，是卡尔曼数据融合算法的转子位置估计位置与转子实际位置之间的方差，σ12为θα与转子实际位置之间的方差，σ22为θβ与转子实际位置之间的方差，K为卡尔曼增益；对K求导得到函数极值点处[0,1]范围内的卡尔曼增益Kmin 最终得到基于卡尔曼数据融合算法的转子位置估计公式： 。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西北工业大学 基于卡尔曼融合的开关磁阻电机无位置传感器转子位置估计方法

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