[发明专利]旋转变压器位置解码误差补偿方法及系统

说明书

本发明提供了一种旋转变压器位置解码误差补偿方法及系统，所述方法包括以下步骤：在无位置传感器控制方式下使电机以设定速度匀速运行；根据所述旋转变压器的输出获得多个解码位置并使用位置估计算法获取多个对应的转子位置角估计值；建立校准表，所述校准表包括多个校准记录，且每一所述校准记录包括解码位置及对应的校准值，所述校准值为使用所述位置估计算法获得的转子位置角估计值。本发明通过在无位置传感器控制方式下建立校准表，并通过该校准表校准旋转变压器的解码静态误差，从而提升了电机测速的稳定性。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机控制领域，更具体地说，涉及一种旋转变压器位置解码误差补偿方法及系统。

背景技术

在注塑机、汽车电子等行业，通常采用永磁同步电机(permanent magnetsynchronous motor，PMSM)作为动力执行单元。永磁同步电机的控制方式一般是闭环矢量控制，而矢量控制的核心就是转子位置。在永磁同步电机中，转子位置通常由编码器获取。

编码器的类型很多，其中旋转变压器具有稳定性高、抗震能力强、耐高温等优点，目前已被广泛应用。旋转变压器的输出信号为正交的正弦(SIN)和余弦(COS)电压信号，该两路输出信号通过解码芯片解码，转化为绝对位置信息。目前常用的解码芯片有亚德诺半导体公司(ADI公司)提供的ADS1205 芯片、德州仪器公司提供的PGA411芯片等，这些解码芯片的解码精度一般为 4096/圈。

由于上述旋转变压器的解码芯片的解码精度相对较低，根据解码位置变化率计算出的电机转速波动较大，尤其在低速区域，对系统控制影响较大。另外，由于旋转变压器输出的正弦和余弦电压信号幅值偏差(增益误差)、正弦和余弦电压信号的直流偏置偏差等因素的存在，导致解码获得的位置信息还存在静态误差，这加剧了测速波动，在需要较高速度环响应的场合，很容易引起速度环振荡。

为解决位置信息的静态误差，必须对解码位置进行校准。位置校准最理想的方法是使用安装了高精度编码器的对拖平台进行，即采用硬件解码位置校准。但在实际应用中，驱动器和电机并不一一匹配，例如驱动器可能会带动不同品牌或型号的电机，由于不同的编码器、不同的解码芯片对应的校准信息都不同，因此对拖校准方案的实用性较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述旋转变压器解码精度相对较低的问题，提供一种旋转变压器位置解码误差补偿方法及系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种旋转变压器位置解码误差补偿方法，包括以下步骤：

在无位置传感器控制方式下使电机以设定速度匀速运行；

根据所述旋转变压器的输出获得多个解码位置并使用位置估计算法获取多个对应的转子位置角估计值；

建立校准表，所述校准表包括多个校准记录，且每一所述校准记录包括解码位置及对应的校准值，所述校准值为使用所述位置估计算法获得的转子位置角估计值。

在本发明所述的旋转变压器位置解码误差补偿方法中，所述位置估计算法为模型参考自适应法、滑模观测器法、扩展卡尔曼滤波器法或有效磁链估计法。

在本发明所述的旋转变压器位置解码误差补偿方法中，所述位置估计算法为滑模观测器法，且所述转子位置角估计值满足以下计算式：

其中N为电机定子输出电流的电流环的计数值，n为电机转速，M为所述旋转变压器解码芯片的解码精度，Tcur为电流环的调度周期，a为时间系数。

在本发明所述的旋转变压器位置解码误差补偿方法中，所述校验记录中，所述校准值为同一解码位置处多个转子位置角估计值的平均值。

在本发明所述的旋转变压器位置解码误差补偿方法中，所述设定速度为电机额定转速的30％～50％。