基于开关磁阻电机的无传感器控制方法和装置、设备

本申请涉及控制，尤其涉及一种基于开关磁阻电机的无传感器控制方法和装置、设备。

背景技术：

1、相关技术中，通过位置传感器获取转子位置信息，通过转子位置信息进行电机控制。位置传感器的安装不仅增加了系统的成本和体积，而且当位置传感器发生故障时，会降低电机驱动系统的可靠性。因此，研究无传感控制有利于提高电机驱动系统的可靠性。现有无传感器控制方法过于依赖磁通密度、磁通量等磁特性参数，而磁特性参数的获取耗时费力，使得电机无传感器控制的难度大幅增加。因此，如何降低电机无传感器控制的难度，成为了亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本申请实施例的主要目的在于提出一种基于开关磁阻电机的无传感器控制方法和装置、设备，旨在降低对磁特性参数的依赖，进而降低电机无传感器控制的难度。

2、为实现上述目的，本申请实施例的第一方面提出了一种基于开关磁阻电机的无传感器控制方法，所述方法包括：

3、获取开关磁阻电机在电机运行时的定子磁链；

4、对所述定子磁链进行非线性分量滤除，得到磁通基波和参考信号；所述磁通基波和所述参考信号正交；

5、基于所述磁通基波和所述参考信号，通过锁相环预测所述开关磁阻电机的目标转子位置和目标转子速度；

6、根据所述目标转子位置和所述目标转子速度对所述开关磁阻电机进行无传感器控制。

7、在一些实施例，所述对所述定子磁链进行非线性分量滤除，得到所述磁通基波和参考信号，包括：

8、获取第一延迟因子和第二延迟因子；

9、根据所述第一延迟因子和所述第二延迟因子构建观测器；

10、通过所述观测器对所述定子磁链进行非线性分量滤除，得到所述磁通基波和所述参考信号。

11、在一些实施例，所述基于所述磁通基波和所述参考信号，通过锁相环预测所述开关磁阻电机的目标转子位置和目标转子速度，包括：

12、对预设基波通量模型进行傅里叶级数分析，得到基波通量系数；所述基波通量系数包括第一系数和第二系数；

13、根据所述第一系数和所述第二系数确定所述磁通基波的偏移相位；

14、基于所述磁通基波、所述参考信号和所述偏移相位，通过所述锁相环预测所述目标转子位置和所述目标转子速度。

15、在一些实施例，所述根据所述第一系数和所述第二系数确定所述磁通基波的偏移相位，包括：

16、若所述第二系数小于零，则获取所述第二系数的系数绝对值；

17、计算所述第一系数与所述系数绝对值的比值，得到目标系数；

18、对所述目标系数进行反正切变换，得到第一基准相位；

19、对所述第一基准相位进行相位取反，得到第二基准相位；

20、对所述第二基准相位和预设相位进行相位求和，得到所述偏移相位。

21、在一些实施例，所述根据所述第一系数和所述第二系数确定所述磁通基波的偏移相位，包括：

22、若所述第二系数大于零，则计算所述第一系数和所述第二系数的比值，得到目标系数；

23、对所述目标系数进行反正切变换，得到第一基准相位；

24、对所述第一基准相位和预设相位进行相位求和，得到所述偏移相位。

25、在一些实施例，所述基于所述磁通基波、所述参考信号和所述偏移相位，通过所述锁相环预测所述目标转子位置和所述目标转子速度，包括：

26、根据所述磁通基波、所述参考信号、所述偏移相位和预设转子位置进行误差计算，得到转子位置误差数据；

27、基于所述锁相环，根据所述转子位置误差数据调整所述预设转子位置，得到所述目标转子位置；

28、在时间维度上对所述目标转子位置进行位置求导，得到所述目标转子速度。

29、在一些实施例，所述获取开关磁阻电机在电机运行时的定子磁链，包括：

30、获取相电压、相电流和所述开关磁阻电机的绕组电阻；

31、根据所述绕组电阻和所述相电流进行电压计算，确定绕组电压；

32、根据所述相电压和所述绕组电压进行压差计算，得到电压差；

33、在时间维度上对所述电压差进行积分，得到所述定子磁链。

34、为实现上述目的，本申请实施例的第二方面提出了一种基于开关磁阻电机的无传感器控制装置，所述装置包括：

35、获取模块，用于获取电机运行时的定子磁链；

36、过滤模块，用于对所述定子磁链进行非线性分量滤除，得到磁通基波和参考信号；所述磁通基波和所述参考信号正交；

37、预测模块，用于基于所述磁通基波和所述参考信号，通过锁相环预测所述开关磁阻电机的目标转子位置和目标转子速度；

38、无传感器控制模块，用于根据所述目标转子位置和所述目标转子速度对所述开关磁阻电机进行无传感器控制。

39、为实现上述目的，本申请实施例的第三方面提出了一种电子设备，电子设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述第一方面的无传感器控制方法。

40、为实现上述目的，本申请实施例的第四方面提出了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面的无传感器控制方法。

41、本申请提出的基于开关磁阻电机的无传感器控制方法、基于开关磁阻电机的无传感器控制装置、电子设备及计算机可读存储介质，通过获取开关磁阻电机在电机运行时的定子磁链，对定子磁链进行非线性分量滤除，大大降低了转子位置估计的难度，得到磁通基波和参考信号，磁通基波和参考信号正交。基于磁通基波和参考信号，通过锁相环预测开关磁阻电机的目标转子位置和目标转子速度，使得不需要磁特性参数也可以实现转子位置估计，解决了磁参数依赖的问题，降低了转子位置估计的难度。根据目标转子位置和目标转子速度对开关磁阻电机进行无传感器控制，进而降低了电机无传感器控制的难度。

技术特征：

1.基于开关磁阻电机的无传感器控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的无传感器控制方法，其特征在于，所述对所述定子磁链进行非线性分量滤除，得到所述磁通基波和参考信号，包括：

3.根据权利要求1所述的无传感器控制方法，其特征在于，所述基于所述磁通基波和所述参考信号，通过锁相环预测所述开关磁阻电机的目标转子位置和目标转子速度，包括：

4.根据权利要求3所述的无传感器控制方法，其特征在于，所述根据所述第一系数和所述第二系数确定所述磁通基波的偏移相位，包括：

5.根据权利要求3所述的无传感器控制方法，其特征在于，所述根据所述第一系数和所述第二系数确定所述磁通基波的偏移相位，包括：

6.根据权利要求3所述的无传感器控制方法，其特征在于，所述基于所述磁通基波、所述参考信号和所述偏移相位，通过所述锁相环预测所述目标转子位置和所述目标转子速度，包括：

7.根据权利要求1至6任一项所述的无传感器控制方法，其特征在于，所述获取开关磁阻电机在电机运行时的定子磁链，包括：

8.基于开关磁阻电机的无传感器控制装置，其特征在于，所述装置包括：

9.电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7任一项所述的基于开关磁阻电机的无传感器控制方法。

10.计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，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任一项所述的基于开关磁阻电机的无传感器控制方法。

技术总结本申请提供了一种基于开关磁阻电机的无传感器控制方法和装置、设备，属于控制技术领域，通过获取开关磁阻电机在电机运行时的定子磁链，对定子磁链进行非线性分量滤除，得到磁通基波和参考信号，磁通基波和参考信号正交，基于磁通基波和参考信号，通过锁相环预测开关磁阻电机的目标转子位置和目标转子速度，根据目标转子位置和目标转子速度对开关磁阻电机进行无传感器控制，能够降低无传感器控制对磁特性参数的依赖，进而降低电机无传感器控制的难度。技术研发人员：肖殿勋,陈子峰受保护的技术使用者：香港科技大学（广州）技术研发日：技术公布日：2024/7/29