[发明专利]一种永磁同步电机位置传感器谐波干扰的提取和补偿方法

权利要求书

1.一种永磁同步电机位置传感器谐波干扰的提取和补偿方法，其特征在于：

步骤一、将未加入谐波提取补偿方法的永磁同步电机离线运行在恒定的期望转速下，由期望转速推算出恒定条件下转速当中的基波频率w，通过旋转变压器得到电机含有谐波分量的位置信号θ；

步骤二、假设位置信号θ中存在一个频率为pw的谐波信号，可以由此计算出含有谐波的位置信号正弦值sinθ和余弦值cosθ的表达式；

步骤三、使用快速傅里叶变换对sinθ进行谐波分量分析，得到频率为w的基频信号λ₁w和主要频率λ₂w的无穷次谐波信号；cosθ同理；

步骤四、在线运行电机，利用贝塞尔变换进行近似表达，将sinθ近似描述成频率为w的标准正弦信号d₀(t)和主要频率为(1+p)w、(1-p)w的无穷次干扰谐波d₁(t)累加的形式；cosθ同理；

步骤五、构造辅助滤波器，将干扰谐波d₁(t)分解为辅助变量函数ξ(t)和指数衰减向量δ(t)；

步骤六、根据特征根一致的原则，通过比对矩阵W₁的特征根得到利用辅助变量ξ(t)、待估项δ(t)以及未知向量对干扰谐波d₁(t)进行重新定义；

步骤七、通过比对矩阵W₀的特征根得到利用步骤五得到的δ(t)以及对d₀(t)进行重新定义；

步骤八、根据重新定义后的d₀(t)、d₁(t)，构造未知参数观测器对待估项δ(t)进行估计，得到

步骤九、根据标准正弦信号和干扰谐波之间的对偶关系，利用步骤八得到的反推实现对标准正弦信号和谐波信号的提取，以消除谐波对矢量控制系统的影响。

2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机位置传感器谐波干扰的提取和补偿方法，其特征在于，步骤一中，位置信号θ数学模型满足以下公式：

w＝2πn (2)

其中，θ、w分别为电机电角度和电角频率；a_m、分别为m次谐波幅值和相位；m为谐波频次；n为转速；t为时间。

3.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机位置传感器谐波干扰的提取和补偿方法，其特征在于，步骤二中，位置信号的正弦值和余弦值数学模型满足以下公式：

sinθ＝sin[wt+a_psin(pwt)] (3)

其中，a_p为第p次谐波的幅值；p为特定谐波频次。

4.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机位置传感器谐波干扰的提取和补偿方法，其特征在于，步骤四中，sinθ根据贝塞尔变换得到的近似形式以及标准正弦信号d₀(t)和干扰谐波d₁(t)的数学模型满足以下公式：

sinθ＝J₀(a_p)sin(wt)+J₁(a_p)sin((1+p)wt)+J_-1(a_p)sin((1-p)wt)+…

＝J₀(a_p)sin(wt)+J₁(a_p)sin(λ₁wt)+J_-1(a_p)sin(λ₂wt)+… (5)

d₀(t)＝J₀(a_p)sin(wt) (6)

d₁(t)＝J₁(a_p)sin(λ₁wt)+J_-1(a_p)sin(λ₂wt)+… (7)

其中，J_n(a_p)表示为调频指数为a_p的n阶第一类贝塞尔函数。