永磁同步电机转子位置的检测方法和装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种永磁同步电机转子位置的检测方法和装置。其中，该方法包括：建立永磁同步电机的滑膜观测模型；通过反电动势观测模型对滑膜观测模型输出的当前反电动势观测值进行处理，得到当前反电动势估计值；对当前反电动势估计值进行相位处理，得到永磁同步电机的当前转子信息，其中，当前转子信息包括：转子转速和转子位置角。本发明解决了现有技术中由于永磁同步电机使用低通滤波器滤除噪声产生相位滞后，导致转子的位置检测不精确的技术问题。
【专利说明】
永磁同步电机转子位置的检测方法和装置
技术领域
[0001] 本发明涉及电机领域，具体而言，涉及一种永磁同步电机转子位置的检测方法和 装置。
【背景技术】
[0002] 永磁同步电机具有高功率密度、高效率、低损耗、体积小和结构简单等特点，且无 位置传感器控制方案的永磁同步电机同时具备装配简单、运用场合广、可靠性高并且成本 低等优势，得到了越来越广泛的应用。
[0003] 永磁同步电机优越的控制性能需要准确的转子位置信息，若使用霍尔位置传感器 作为转子位置信息检测装置，不仅增加电机安装难度，而且增加了系统成本，降低系统可靠 性。而变结构滑模观测器具有较快动态响应特性及较强的鲁棒性等优点，可以实时反馈出 转子当前位置，被广泛运用于永磁同步电机控制系统中。
[0004] 在现有技术中，存在一种下述的永磁同步电机位置及转速检测方法，该检测方法 根据α、β两相静止坐标系下永磁同步电机的数学模型设计了滑模观测器。选取滑模面，通过 反电动势得到转子位置的估计值，但从滑模观测器所提取的反电动势信号，需经过低通滤 波器处理，造成了转子位置信息的滞后，从而影响控制的性能，使得检测到的转子的位置信 息不精确。
[0005] 针对现有技术中由于永磁同步电机使用低通滤波器滤除噪声产生相位滞后，导致 转子的位置检测不精确的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0006] 本发明实施例提供了一种永磁同步电机转子位置的检测方法和装置，以至少解决 现有技术中由于永磁同步电机使用低通滤波器滤除噪声产生相位滞后，导致转子的位置检 测不精确的技术问题。
[0007] 根据本发明实施例的一个方面，提供了一种永磁同步电机转子位置的检测方法， 包括:建立永磁同步电机的滑膜观测模型；通过反电动势观测模型对滑膜观测模型输出的 当前反电动势观测值进行处理，得到当前反电动势估计值;对当前反电动势估计值进行相 位处理，得到永磁同步电机的当前转子信息，其中，当前转子信息包括:转子转速和转子位 置角。
[0008] 根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种永磁同步电机转子位置的检测装 置，包括:建立模块，用于建立永磁同步电机的滑膜观测模型；第一处理模块，用于通过反电 动势观测模型对滑膜观测模型输出的当前反电动势观测值进行处理，得到当前反电动势估 计值;第二处理模块，用于对当前反电动势估计值进行相位处理，得到永磁同步电机的当前 转子信息，其中，转子信息包括:转子转速和转子位置角。
[0009] 在本发明实施例中，对永磁同步电机模型建立的滑模观测器，然后对滑模观测器 中输出的反电动势观测值进行处理，再对转子位置进行相位矫正。上述方案通过反电动势 观测模型对滑膜观测模型中提取的反电动势观测值进行处理，从而消除了传统滑膜观测模 型中的低通滤波器，避免了低通滤波器对转子位置信号的滞后，解决了现有技术中由于永 磁同步电机使用低通滤波器滤除噪声产生相位滞后，导致转子的位置检测不精确的技术问 题。同时，还对反电动势估计值进行了相位处理，以代替传统滑膜观测模型所使用的反正切 和微分运算处理方法，避免了传统方案所造成的反电动势中高频干扰信号的放大，且对点 击参数变化及外界环境的扰动具有较高的鲁棒性，从而进一步提高了检测转子位置的精确 度。
【附图说明】
[0010] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0011] 图1是根据本发明实施例的一种永磁同步电机转子位置的检测方法的流程图；
[0012] 图2是根据本发明实施例的一种可选的永磁同步电机转子位置的检测方法的原理 图；
[0013]图3是根据本发明实施例的一种可选的相位处理的原理图；以及
[0014] 图4是根据本发明实施例的一种可选的永磁同步电机转子位置的检测装置的流程 图。
【具体实施方式】
[0015] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的 附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是 本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人 员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范 围。
[0016] 需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语"第一"、"第 二"等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用 的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或 描述的那些以外的顺序实施。此外，术语"包括"和"具有"以及他们的任何变形，意图在于覆 盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于 清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品 或设备固有的其它步骤或单元。
[0017] 实施例！
[0018] 根据本发明实施例，提供了一种永磁同步电机转子位置的检测方法实施例，需要 说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中 执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺 序执行所示出或描述的步骤。
[0019] 图1是根据本发明实施例的永磁同步电机转子位置的检测方法的流程图，如图1所 示，该方法包括如下步骤：
[0020] 步骤S102,建立永磁同步电机的滑膜观测模型。
[0021]具体的，在上述步骤中，上述滑膜观测模型可以根据上述永磁同步电机的外部输 入量的实际测量结果得到状态变量估计值，在一种可选的实施例中，用于永磁同步电机的 滑膜观测模型的输入实际测量值可以是永磁同步电机的两相定子电流的电流观测值，上述 状态变量估计值可以是反电动势观测值，上述滑膜观测模型可以建立在预设轴系下。
[0022]步骤S104,通过反电动势观测模型对滑膜观测模型输出的当前反电动势观测值进 行处理，得到当前反电动势估计值。
[0023]此处需要说明的是，反电动势观测模型从滑模电流观测器中提取出相应的反电动 势信息，可以取消传统滑模观测器中的低通滤波器，避免了低通滤波器所造成转子位置信 息的滞后，从而可以快速准确获取当前转子位置信息及电机转速。
[0024]步骤S106,对当前反电动势估计值进行相位处理，得到永磁同步电机的当前转子 信息，其中，转子位置包括:转子转速和转子位置角。
[0025] 在一种可选的实施例中，上述相位处理可以是相位锁定校正。
[0026] 此处需要说明的是，采用反电动势观测模型所提取的反电动势估计值经相位处理 后，可以避免由传统滑模观测器所采用反正切和微分运算处理后所造成的两相等效反电动 势中高频干扰信号的放大，从而有效提高转子位置和转速估算的准确性。
[0027] 本申请上述实施例对永磁同步电机模型建立的滑模观测器，然后对滑模观测器中 所提取反电动势观测值进行处理的反电动势观测模型，再对转子位置进行相位矫正。上述 方案通过反电动势观测模型对滑膜观测模型中提取的反电动势观测值进行处理，从而消除 了传统滑膜观测模型中的低通滤波器，避免了低通滤波器对转子位置信号的滞后，解决了 现有技术中由于永磁同步电机使用低通滤波器滤除噪声产生相位滞后，导致转子的位置检 测不精确的技术问题。同时，还对反电动势估计值进行了相位处理，以代替传统滑膜观测模 型所使用的反正切和微分运算处理方法，避免了传统方案所造成的反电动势中高频干扰信 号的放大，且对点击参数变化及外界环境的扰动具有较高的鲁棒性，从而进一步提高了检 测转子位置的精确度。
[0028] 可选的，根据本申请上述实施例，建立永磁同步电机的滑膜观测模型，包括：
[0029] 步骤S1021，获取永磁同步电机的当前输入电压、上一刻的反电动势观测值和上一 刻的反电动势估计值。
[0030] 步骤S1023,根据永磁同步电机的当前输入电压、上一刻的反电动势观测值和上一 刻的反电动势估计值，通过永磁同步电机在预设轴系下的电机模型建立滑膜观测模型。
[0031] 在一种可选的实施例中，结合图2所示的示例，建立滑膜观测模型的输入值为永磁 同步电机的当前输入电压μα、μβ，上一刻的反电动势观测值Sc^Se以及上一刻的反电动势估 计值?、，其中，反电动势估计值与反电动势反馈系数相乘后反馈至滑膜观测模型，根 ：α μ 据永磁同步电机在预设轴系下的电机模型，带入上述参数，从而得到滑膜观测模型。
[0032] 由上可知，本申请上述步骤获取永磁同步电机的当前输入电压、上一刻的反电动 势观测值和上一刻的反电动势估计值，根据永磁同步电机的当前输入电压、上一刻的反电 动势观测值和上一刻的反电动势估计值，通过永磁同步电机在预设轴系下的电机模型建立 滑膜观测模型。上述方案建立了针对永磁同步电机的滑膜观测模型，使得滑膜观测模型可 以根据上述永磁同步电机的外部输入参数，得到永磁同步电机的状态变量，即永磁同步电 机的反电动势观测值。
[0033]可选的，根据本申请上述实施例，通过永磁同步电机在预设轴系下的电机模型建 立滑膜观测模型的动态方程为：
[0035] 其中，& > &为电流观测值，4 γ &为上一刻的反电动势估计值，Sa、Sf!为上一刻 的电动势观测值，μα、μβ为当前输入电压，Μ为反电动势反馈系数。
[0036] 在一种可选的实施例中，上述预设轴系为两相轴系。
[0037] 由上可知，本申请上述步骤提供了永磁同步电机在预设轴系下的建立滑膜观测模 型的电机模型，从而实现了建立与永磁同步点击对应的滑膜观测模型的技术效果。
[0038] 可选的，根据本申请上述实施例，从滑膜观测模型中提取的反电动势观测值，包 括：
[0039]步骤S1041，获取滑膜观测模型输出的电流观测值。
[0040] 在一种可选的实施例中，结合图2所示的示例，;α、Ζ/为上述永磁同步电机的电流 观测值。
[0041] 步骤S1043,获取永磁同步电机的两相定子在预设轴系的电流分量。
[0042] 在一种可选的实施例中，可以通过对永磁同步电机的两相定子电流进行克拉克 (Clarke)变换来得带在预设轴系下的电流分量，Clarke变换的过程为将基于三相二维轴系 下的两相轴的定子静止坐标系中的各个物理量变换至两相轴系的定子静止坐标戏中。
[0043] 在另一种可选的实施例中，还可以通过对永磁同步电机的两相定子电流进行dq变 换来得带在预设轴系下的电流分量，dq变换作为一种解耦控制方法，可以将电机的三相绕 组转换为等价的;两相绕组，并且把旋转坐标系变为正交的静止坐标，即可得到用直流标识 电压即电流的关系式。
[0044] 步骤S1045,根据电流观测值和电流分量通过饱和函数得到反电动势观测值。
[0045] 此处需要说明的是，饱和函数在从滑膜观测模型中提取反电动势观测值时，需要 对电流观测值和电流分量进行运算，由于上述滑膜观测模型为在预设轴系下建立的滑膜观 测模型，因此，上述电流分量应该与预设轴系对应的，永磁同步电机的两相定子电流在上述 预设轴系下的电流分量。
[0046] 此处还需要说明的是，在现有技术中，在从滑膜观测模型中提取反电动势观测值 的过程中所采用的结构切换函数通常为开关函数，由于开关函数只有开和关两种状态值， 因此采用开关函数作为结构切换函数通常会引起较为严重的抖振，而本申请上述方案所采 用的饱和函数的状态除了开和关两个状态以外，由开状态和关状态过度的过程中具有平滑 的函数来进行过度，能够明显的减小电机的抖振。
[0047] 由上可知，本申请上述步骤获取滑膜观测模型输出的电流观测值，并获取永磁同 步电机的两相定子在预设轴系的电流分量，根据电流观测值和电流分量通过饱和函数得到 反电动势观测值。上述方案采用饱和函数替代了现有技术中常用的开关函数，在饱和函数 边界层内进行线性控制，可以有效抑制系统结构切换不连续性所引入的高频抖振，从而削 弱反电动势所含有的大量高频噪音，且该函数结构简单，运算量小，达到了有效抑制滑膜抖 振的技术效果，且结果简单，易于实现的技术效果。
[0048] 可选的，根据本申请上述实施例，通过如下公式根据电流观测值和电流分量通过 饱和函数得到反电动势观测值：
[0050] 其中，k为滑模增益系数，δ为饱和函数的边界层常数，&为电流观测值，ia、ie 为永磁同步电机的两相定子的电流。
[0051] 由上可知，本申请上述步骤提供了饱和函数的模型。上述方案采用饱和函数替代 了现有技术中常用的开关函数，在饱和函数边界层内进行线性控制，可以有效抑制系统结 构切换不连续性所引入的高频抖振，从而削弱反电动势所含有的大量高频噪音，且该函数 结构简单，运算量小，达到了有效抑制滑膜抖振的技术效果，且结果简单，易于实现的技术 效果。
[0052] 可选的，根据本申请上述实施例，获取永磁同步电机的两相定子在预设轴系的电 流分量，包括：
[0053] 步骤S1047,测量永磁同步电机的两相定子的电流。
[0054] 步骤S1049,在所示预设轴系下对两相定子的电流进行克拉克变换，得到两相定子 在预设轴系的电流分量。
[0055] 在一种可选的实施例中，可以通过对永磁同步电机的两相定子电流进行克拉克 (Clarke)变换来得带在预设轴系下的电流分量，Clarke变换的过程为将基于三相二维轴系 下的两相轴的定子静止坐标系中的各个物理量变换至两相轴系的定子静止坐标戏中。
[0056] 由上可知，本申请上述步骤测量永磁同步电机的两相定子的电流，在所示预设轴 系下对两相定子的电流进行克拉克变换，得到两相定子在预设轴系的电流分量。上述方案 通过对永磁同步电机的两相定子电流进行克拉克(Clarke)变换来得带在预设轴系下的电 流分量，Clarke变换的过程为将基于三相二维轴系下的两相轴的定子静止坐标系中的各个 物理量变换至两相轴系的定子静止坐标戏中。
[0057] 可选的，根据本申请上述实施例，对反电动势估计值进行相位处理，得到永磁同步 电机的转子位置，包括：
[0058]步骤S1061，根据反电动势观测值以及上一刻的转子转速和转子位置角，得到转子 位置误差信息。
[0059]步骤S1063,对转子位置误差信息进行PI整合，得到当前转子转速。
[0060]步骤S1065,对当前转子的转速进行积分，得到转子位置角。
[0061]在一种可选的实施例中，结合图3所示的示例，上述反电动势观测模型估算得到的 反电动势估计值匕和匕可表示为：
[0062]
其中为上一刻的转子位置角，如为上述永磁同步电机的磁 链固有参数，其中，I为估算反电动势基频信号位置角。
[0063] 对上述反电动势估计值和进行三角函数积化和差处理，得到位置误差，位置 误差可以表示为：
[0064] M=-.cos(夕~sin(P-}，其中，Μ 为上述位置误差信息， 为相位处理后，从两相反电动势中提取的上一刻的转子的位置角。
[0065] 此处需要说明的是，当及< ;τ/8时，sin(4-夕.）λ 夕，因此上式可简化为： = 所得经ΡΙ整合后可估算出当前电机转速信息4，4再经积分后可获 得相应转子位置信息6
[0066] 可选的，根据本申请上述实施例，通过如下公式根据反电动势观测值以及上一刻 的转子转速和转子位置角，得到转子位置误差信息：
[0068] 其中，&、^为上一刻的反电动势估计值，$为相位处理后两相反电动势中提取 的转子位置信息，Φ?为永磁同步电机的磁链固有参数。
[0069] 在一种可选的实施例中，当I-堯<;τ/8肘，sin(6-夕）4)-及，因此转子位置误差 信息可简化为：ΔΙ = ?;f//, 1)，所得ΔΙ经PI整合后可估算出当前电机转子转速4，4 再经积分后可获得相应转子位置角P
[0070] 由上可知，本申请上述步骤提供了计算转子位置误差的信息，以代替传统滑模观 测器所使用的反正切和微分运算处理方法，避免了传统方案所造成的反电动势中高频干扰 信号的放大，且对电机参数变化及外界环境的扰动表现较强鲁棒性。
[0071] 可选的，根据本申请上述实施例，通过如下公式对滑膜观测模型输出的反电动势 观测值进行处理，得到反电动势估计值：
[0073]其中，Sa、Sf!为上一刻的反电动势观测值，4、^为上一刻的反电动势估计值，ω为 上一刻的转子位置角，1为反电动势观测模型增益系数，1 e (0，+0)。
[0074]由上可知，本申请上述步骤通过对反电动势观测值进行处理，得到反电动势估计 值，从而取消了传统滑模电流观测器中的低通滤波器，避免了低通滤波器所造成转子位置 信号的滞后。
[0075] 实施例2
[0076] 图4是根据本发明实施例的一种永磁同步电机转子位置的检测装置的结构示意 图。出于描述的目的，所绘的体系结构仅为合适环境的一个示例，并非对本申请的使用范围 或功能提出任何局限。也不应该将一种永磁同步电机转子位置的检测装置视为对图4所示 的任一组件或组合具有任何依赖或需求。
[0077] 如图4所示，该永磁同步电机转子位置的检测装置可以包括：
[0078]建立模块40，用于建立永磁同步电机的滑膜观测模型。
[0079]第一处理模块42,用于通过反电动势观测模型对滑膜观测模型输出的当前反电动 势观测值进行处理，得到当前反电动势估计值。
[0080]第二处理模块44,用于对当前反电动势估计值进行相位处理，得到永磁同步电机 的当前转子信息，其中，转子信息包括:转子转速和转子位置角。
[0081 ]本申请上述实施例通过建立模块对永磁同步电机模型建立的滑模观测器，通过第 一处理模块对滑模观测器中输出的反电动势观测值进行处理的，通过第二处理模块再对转 子位置进行相位矫正。上述方案通过反电动势观测模型对滑膜观测模型中提取的反电动势 观测值进行处理，从而消除了传统滑膜观测模型中的低通滤波器，避免了低通滤波器对转 子位置信号的滞后，解决了现有技术中由于永磁同步电机使用低通滤波器滤除噪声产生相 位滞后，导致转子的位置检测不精确的技术问题。同时，还对反电动势估计值进行了相位处 理，以代替传统滑膜观测模型所使用的反正切和微分运算处理方法，避免了传统方案所造 成的反电动势中高频干扰信号的放大，且对点击参数变化及外界环境的扰动具有较高的鲁 棒性，从而进一步提高了检测转子位置的精确度。
[0082] 可选的，根据本申请上述实施例，上述建立模块包括：
[0083] 第一获取模块，用于获取永磁同步电机的当前输入电压、上一刻的反电动势观测 值和上一刻的反电动势估计值；
[0084] 第一建立子模块，用于根据永磁同步电机的当前输入电压、上一刻的反电动势观 测值和上一刻的反电动势估计值，通过永磁同步电机在预设轴系下的电机模型建立滑膜观 测模型。
[0085] 由上可知，本申请上述装置通过第一获取模块获取永磁同步电机的当前输入电 压、上一刻的反电动势观测值和上一刻的反电动势估计值，通过第一建立子模块根据永磁 同步电机的当前输入电压、上一刻的反电动势观测值和上一刻的反电动势估计值，通过永 磁同步电机在预设轴系下的电机模型建立滑膜观测模型。上述方案建立了针对永磁同步电 机的滑膜观测模型，使得滑膜观测模型可以根据上述永磁同步电机的外部输入参数，得到 永磁同步电机的状态变量，即永磁同步电机的反电动势观测值。
[0086] 可选的，根据本申请上述实施例，第二建立子模块，用于通过永磁同步电机在预设 轴系下的电机模型建立滑膜观测模型的动态方程为：
[0088]其中，?、4为电流观测值，&、|#为上一刻的反电动势估计值，Sa、Sf!为上一刻 的电动势观测值，μα、μβ为当前输入电压，Μ为反电动势反馈系数。
[0089]可选的，根据本申请上述实施例，第一处理模块包括：
[0090] 第二获取模块，用于获取滑膜观测模型输出的电流观测值；
[0091] 第三获取模块，用于获取永磁同步电机的两相定子在预设轴系的电流分量；
[0092] 第一确定模块，用于根据电流观测值和电流分量通过饱和函数得到反电动势观测 值。
[0093] 由上可知，本申请上述装置第二获取模块获取滑膜观测模型输出的电流观测值， 并通过第三获取模块获取永磁同步电机的两相定子在预设轴系的电流分量，通过第一确定 模块根据电流观测值和电流分量通过饱和函数得到反电动势观测值。上述方案采用饱和函 数替代了现有技术中常用的开关函数，在饱和函数边界层内进行线性控制，可以有效抑制 系统结构切换不连续性所引入的高频抖振，从而削弱反电动势所含有的大量高频噪音，且 该函数结构简单，运算量小，达到了有效抑制滑膜抖振的技术效果，且结果简单，易于实现 的技术效果。
[0094] 可选的，根据本申请上述实施例，通过如下公式根据电流观测值和电流分量通过 饱和函数得到反电动势观测值：
[0096]其中，k为滑模增益系数，δ为饱和函数的边界层常数，4、&为电流观测值，ia、i e 为永磁同步电机的两相定子的电流。
[0097]可选的，根据本申请上述实施例，第三获取模块包括：
[0098] 测量模块，用于测量永磁同步电机的两相定子的电流；
[0099] 变换模块，用于在所示预设轴系下对两相定子的电流进行克拉克变换，得到两相 定子在预设轴系的电流分量。
[0100] 由上可知，本申请上述装置通过测量模块测量永磁同步电机的两相定子的电流， 通过变换模块在所示预设轴系下对两相定子的电流进行克拉克变换，得到两相定子在预设 轴系的电流分量。上述方案通过对永磁同步电机的两相定子电流进行克拉克(Clarke)变换 来得带在预设轴系下的电流分量，Clarke变换的过程为将基于三相二维轴系下的两相轴的 定子静止坐标系中的各个物理量变换至两相轴系的定子静止坐标戏中。
[0101 ]可选的，根据本申请上述实施例，第二处理模块包括：
[0102] 第二确定模块，用于根据当前反电动势观测值以及上一刻的转子转速和转子位置 角，得到转子位置误差信息；
[0103] 整合模块，用于对转子位置误差信息进行PI整合，得到当前转子转速；
[0104] 积分模块，用于对当前转子的转速进行积分，得到当前转子位置角。
[0105] 可选的，根据本申请上述实施例，通过如下公式根据反电动势观测值以及上一刻 的转子转速和转子位置角，得到转子位置误差信息：
[0106] M = -f (/ · cos{3:) - ? /; · sin(^;) = ?.ψ. sin(^ - θ.)
[0107] 其中，、％为上一刻的反电动势估计值，氣为相位处理后两相反电动势中提取 的转子位置信息，Φ?为永磁同步电机的磁链固有参数。
[0108] 可选的，根据本申请上述实施例，通过如下公式对滑膜观测模型输出的反电动势 观测值进行处理，得到反电动势估计值：
[0110] 其中，Sa、Sf!为所述上一刻的反电动势观测值，/、L为所述上一刻的反电动势估 计值，_为上一刻的转子位置角，1为反电动势观测模型增益系数，le(〇，+m)。
[0111] 由上可知，本申请上述装置通过对反电动势观测值进行处理，得到反电动势估计 值，从而取消了传统滑模电流观测器中的低通滤波器，避免了低通滤波器所造成转子位置 信号的滞后。
[0112] 上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0113] 在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有 详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
[0114] 在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的 方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为 一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或 者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互 之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连 接，可以是电性或其它的形式。
[0115]所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显 示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个 单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0116]另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以 是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单 元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0117]所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用 时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上 或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式 体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机 设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或 部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、只读存储器(R0M，Read-0nly Memory)、随机存取存 储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的 介质。
[0118]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种永磁同步电机转子位置的检测方法，其特征在于，包括： 建立永磁同步电机的滑膜观测模型； 通过反电动势观测模型对所述滑膜观测模型输出的当前反电动势观测值进行处理，得 到当前反电动势估计值； 对所述当前反电动势估计值进行相位处理，得到所述永磁同步电机的当前转子信息， 其中，所述当前转子信息包括:转子转速和转子位置角。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，建立永磁同步电机的滑膜观测模型，包括： 获取所述永磁同步电机的当前输入电压、上一刻的反电动势观测值和上一刻的反电动 势估计值； 根据所述永磁同步电机的当前输入电压、上一刻的反电动势观测值和上一刻的反电动 势估计值，通过所述永磁同步电机在预设轴系下的电机模型建立所述滑膜观测模型。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过所述永磁同步电机在预设轴系下的电 机模型建立所述滑膜观测模型的动态方程为：其中，、&为电流观测值，Iit、1#为上一刻的反电动势估计值，Sa、Sfi为上一刻的电动 势观测值，μα、μL!为所述当前输入电压，M为反电动势反馈系数。4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述滑膜观测模型输出所述反电动势观测 值，包括： 获取所述滑膜观测模型输出的电流观测值； 获取所述永磁同步电机的两相定子在预设轴系的电流分量； 根据所述电流观测值和所述电流分量通过饱和函数得到所述反电动势观测值。5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过如下公式根据所述电流观测值和所述 电流分量通过饱和函数得到所述反电动势观测值：其中，k为滑模增益系数，δ为饱和函数的边界层常数，、&为所述电流观测值，ia、ie 为所述永磁同步电机的两相定子的电流。6. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，获取所述永磁同步电机的两相定子在所述 预设轴系的电流分量，包括： 测量所述永磁同步电机的两相定子的电流； 在所示预设轴系下对所述两相定子的电流进行克拉克变换，得到所述两相定子在所述 预设轴系的电流分量。7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述反电动势估计值进行相位处理，得 到所述永磁同步电机的当前转子信息，包括： 根据所述当前反电动势观测值以及上一刻的转子转速和转子位置角，得到转子位置误 差?目息； 对所述转子位置误差信息进行PI整合，得到当前转子转速； 对所述当前转子的转速进行积分，得到当前转子位置角。8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过如下公式根据所述反电动势观测值以 及上一刻的转子转速和转子位置角，得到转子位置误差信息：其中，I、&为上一刻的反电动势估计值，氧为相位处理后两相反电动势中提取的转 子位置信息，Φ?为所述永磁同步电机的磁链固有参数。9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过如下公式对所述滑膜观测模型输出的 反电动势观测值进行处理，得到反电动势估计值：其中，sa、Sf!为上一刻的反电动势观测值，Iff、&为所述上一刻的反电动势估计值，# 为上一刻的转子位置角，1为反电动势观测模型增益系数，I e (〇，+0)。10. -种永磁同步电机转子位置的检测装置，其特征在于，包括： 建立模块，用于建立永磁同步电机的滑膜观测模型； 第一处理模块，用于通过反电动势观测模型对所述滑膜观测模型输出的当前反电动势 观测值进行处理，得到当前反电动势估计值； 第二处理模块，用于对所述当前反电动势估计值进行相位处理，得到所述永磁同步电 机的当前转子信息，其中，所述转子信息包括:转子转速和转子位置角。11. 根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述建立模块包括： 第一获取模块，用于获取所述永磁同步电机的当前输入电压、上一刻的反电动势观测 值和上一刻的反电动势估计值； 第一建立子模块，用于根据所述永磁同步电机的当前输入电压、上一刻的反电动势观 测值和上一刻的反电动势估计值，通过所述永磁同步电机在预设轴系下的电机模型建立所 述滑膜观测模型。12. 根据权利要求11所述的装置，其特征在于，第二建立子模块，用于通过所述永磁同 步电机在预设轴系下的电机模型建立所述滑膜观测模型的动态方程为：兵甲，i、&73电侃观测但，万上一刻的反电动势估计值，Sa、Sfi为上一刻的电动 ctr μ .α μ 势观测值，μα、μL!为所述当前输入电压，M为反电动势反馈系数。13. 根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第一处理模块包括： 第二获取模块，用于获取所述滑膜观测模型输出的电流观测值； 第三获取模块，用于获取所述永磁同步电机的两相定子在预设轴系的电流分量； 第一确定模块，用于根据所述电流观测值和所述电流分量通过饱和函数得到所述反电 动势观测值。14. 根据权利要求13所述的装置，其特征在于，通过如下公式根据所述电流观测值和所 述电流分量通过饱和函数得到所述反电动势观测值：其中，k为滑模增益系数，δ为饱和函数的边界层常数，&、&为所述电流观测值，ia、ie 为所述永磁同步电机的两相定子的电流。15. 根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第三获取模块包括： 测量模块，用于测量所述永磁同步电机的两相定子的电流； 变换模块，用于在所示预设轴系下对所述两相定子的电流进行克拉克变换，得到所述 两相定子在所述预设轴系的电流分量。16. 根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第二处理模块包括： 第二确定模块，用于根据所述当前反电动势观测值以及上一刻的转子转速和转子位置 角，得到转子位置误差信息； 整合模块，用于对所述转子位置误差信息进行PI整合，得到当前转子转速； 积分模块，用于对所述当前转子的转速进行积分，得到所述当前转子位置角。17. 根据权利要求16所述的装置，其特征在于，通过如下公式根据所述反电动势观测值 以及上一刻的转子转速和转子位置角，得到转子位置误差信息：其中，4A为所述上一刻的反电动势估计值，爲为相位处理后两相反电动势中提取 的转子位置信息，如为所述永磁同步电机的磁链固有参数。18. 根据权利要求10所述的装置，其特征在于，通过如下公式对所述滑膜观测模型输出 的反电动势观测值进行处理，得到反电动势估计值：其中，Sa、Sf!为上一刻的反电动势观测值，4、|#为上一刻的反电动势估计值为上
【文档编号】H02P23/14GK106026801SQ201610525056
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月4日
【发明人】孙家广, 曹明锋, 李立, 黄志飞
【申请人】珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司