[发明专利]永磁同步电机低分辨率位置传感器容错控制方法及系统

权利要求书

1.一种永磁同步电机低分辨率位置传感器容错控制方法，其特征在于，包括：

当检测到单相霍尔位置传感器故障时，计算霍尔传感器的换相时刻；

根据一阶加速度算法获取转子角速度估算值和转子位置估算值；

通过卡尔曼滤波器观测算法获取转子角速度值和转子位置值；

通过动态调节所述卡尔曼滤波器和所述一阶加速度算法估算的转子角速度信息值和转子位置信息值在容错控制算法中的占比，实现容错控制。

2.根据权利要求1所述的永磁同步电机低分辨率位置传感器容错控制方法，其特征在于，还包括：

对所述霍尔传感器进行故障检测；

若发生故障，则获取故障特征值；

根据所述故障特征值获取故障类型，确定故障霍尔。

3.根据权利要求2所述的永磁同步电机低分辨率位置传感器容错控制方法，其特征在于，根据所述故障特征值获取故障类型，确定故障霍尔，包括：

通过比对霍尔传感器理想输出状态与其余两路正常霍尔传感器输出信号，诊断当前霍尔输出信号是否发生故障。

4.根据权利要求1所述的永磁同步电机低分辨率位置传感器容错控制方法，其特征在于，计算所述霍尔传感器的换相时刻，包括：

根据τ时刻的转子位置、机械角速度、机械角加速度和相邻三相霍尔周期信号的开始时刻，获取相邻周期区间内的加速度、t时刻下的转子位置和角速度；

根据换相三相霍尔信号周期之间的电角度差、电机极对数、所述相邻周期区间内的加速度获取时刻差；

根据所述时刻差获取关于电角度的霍尔信号跳变补偿时刻估算函数。

5.根据权利要求1所述的永磁同步电机低分辨率位置传感器容错控制方法，其特征在于，根据一阶加速度算法获取转子角速度估算值和转子位置估算值，包括：

通过传统加速度估算转子位置算法获取第一估算角加速度；

将所述第一估算角加速度与通过霍尔区间位置估算的一阶加速度相合，得到第二估算角加速度；

将所述第二估算角加速度代入到传统一阶加速度算法中角度估算方程中，获得所述转子角速度估算值和所述转子位置估算值。

6.根据权利要求1所述的永磁同步电机低分辨率位置传感器容错控制方法，其特征在于，通过卡尔曼滤波器观测算法获取转子角速度值和转子位置值，包括：

根据表贴式永磁同步电机的定子方程和机械运动方程，以定子dq轴电流、转速、转子位置和负载转矩为状态变量，获取转子信号状态方程。

7.根据权利要求6所述的永磁同步电机低分辨率位置传感器容错控制方法，其特征在于，还包括：

根据所述转子信号状态方程获取转子位置信号；

对所述转子位置信号进行去噪处理。

8.根据权利要求1所述的永磁同步电机低分辨率位置传感器容错控制方法，其特征在于，通过动态调节所述卡尔曼滤波器和所述一阶加速度算法估算的转子角速度信息值和转子位置信息值在容错控制算法中的占比，实现容错控制，包括：

分别对所述卡尔曼滤波器和所述一阶加速度算法设置权重系数。

9.一种永磁同步电机低分辨率位置传感器容错控制系统，应用如权利要求1～8任一所述的永磁同步电机低分辨率位置传感器容错控制方法，其特征在于，包括：

霍尔传感器故障诊断模块，用于在电机霍尔传感器故障情况下，通过检测各区间霍尔信号结合故障状态并输出故障特征值，从而判断霍尔传感器故障类型，实现对电机位置传感器故障情况下的实时监测和诊断；

一阶加速度算法模块，用于获取转子角速度估算值和转子位置估算值；

卡尔曼滤波算法模块，用于获取转子角速度值和转子位置值；

加权计算模块，用于将所述一阶加速度算法模块和所述卡尔曼滤波算法模块的估算结果进行加权计算；

容错控制模块，用于将所述加权计算模块计算得到的转子位置估算结果与传感器检测位置结果替换。