[发明专利]针对机器人关节的霍尔位置传感器偏差信号的滤波方法

说明书

本发明公开了一种针对机器人关节的霍尔位置传感器偏差信号的滤波方法，包括：获取每个霍尔状态在电机运行时的持续时间；根据每个霍尔状态的持续时间计算当前霍尔平均持续时间、前一次霍尔平均持续时间和再前一次霍尔平均持续时间；根据转速判断电机的运行状态；若电机处于加减速状态，则通过三步滤波器结合线性外推滤波法计算当前霍尔状态的理想持续时间；若电机处于稳速运行状态，则通过六步滤波结合线性外推滤波法计算当前霍尔状态的理想持续时间。本发明实施例针对电机不同运行状态，给出两种滤波器以达到滤波的最佳效果，本发明实施例提供的滤波方式避免了绝对位置发生偏差从而使转子估算位置发生偏差的情况。

技术领域

本发明涉及伺服电机技术领域，具体涉及一种针对机器人关节的霍尔位置传感器偏差信号的滤波方法。

背景技术

永磁同步电机采用永磁体为励磁，大大减轻了电机的体积和质量，在工业机器人上有很好的应用空间。

霍尔传感器作为同步电机矢量控制的一个位置传感器，它们在做位置估算时传统方法是以当前的一个扇区时间和六个绝对位置做转子位置的估算，如果霍尔位置发生偏移的时候往往会导致绝对位置发生偏差从而使转子估算位置发生偏差。

因此，如何矫正霍尔扇区的位置，从而避免霍尔传感器位置发生偏移导致的转子估算位置发生偏差成为目前亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种针对机器人关节的霍尔位置传感器偏差信号的滤波方法，以解决现有技术中霍尔霍尔传感器位置发生偏移的时候往往会导致绝对位置发生偏差，从而使转子估算位置发生偏差的问题。

本发明实施例提供了一种针对机器人关节的霍尔位置传感器偏差信号的滤波方法，包括：

获取每个霍尔状态在电机运行时的持续时间；

根据每个霍尔状态的持续时间计算当前霍尔平均持续时间、前一次霍尔平均持续时间和再前一次霍尔平均持续时间；

根据转速判断电机的运行状态；

若电机处于加减速状态，则通过三步滤波器结合线性外推滤波法计算当前霍尔状态的理想持续时间；

若电机处于稳速运行状态，则通过六步滤波结合线性外推滤波法计算当前霍尔状态的理想持续时间。

可选地，三步滤波器的设置为：

六步滤波器的设置为：

其中，b_m为滤波器系数；M为阶数。

可选地，获取每个霍尔状态在电机运行时的持续时间，包括：

获取第一霍尔状态的持续时间、第二霍尔状态的持续时间、第三霍尔状态的持续时间和第四霍尔状态的持续时间；

其中，第一霍尔状态的持续时间τ(n-3)代表A相霍尔传感器触发上升沿，C相霍尔传感器触发下降沿时的持续时间；第二霍尔状态的持续时间τ(n-2)代表C相霍尔传感器触发下降沿，B相霍尔传感器触发上升沿时的持续时间；第三霍尔状态的持续时间τ(n-1)代表B相霍尔传感器触发上升沿，A相霍尔传感器触发下降沿的持续时间；第四霍尔状态的持续时间τ(n)代表A相霍尔传感器触发下降沿，C相霍尔传感器触发上升沿的持续时间。

可选地，外推滤波法包括：

根据两倍再前一次霍尔状态持续时间与前一次霍尔状态持续时间之差获取当前霍尔状态持续时间的线性外推结果：

τ_{ex_l}＝2τ(k-1)-τ(k-2)