[发明专利]一种基于正负序分离的误差补偿方法

说明书

本发明公开了一种基于正负序分离的误差补偿方法，涉及正负序分离的误差补偿领域，该误差补偿方法包括以下两个方面：S1、交流误差补偿，S2、直流误差补偿，本发明消除了转角解算过程中的交流误差，使用基于扰动观察的最小电流法消除了转角解算过程中的直流误差，彻底消除了非理想因素带给霍尔转角解算的影响；通过采用的线性霍尔传感器输出的霍尔电压与磁感应强度成正比，将微弱的磁信号变换转化为模拟量输出，且线性霍尔传感器的外围信号处理电路中，设计有相应的补偿结构使得线性霍尔具有较高的检测精度；能够避免进行多次的反正切计算，也不需要使用查表法确定电机位置。

技术领域

本发明涉及正负序分离的误差补偿领域，尤其涉及一种基于正负序分离的误差补偿方法。

背景技术

霍尔传感器应用广泛，由于实现线性位移测量需要在均匀梯度磁场场合，这限制了该传感器在高精度位移测量上的广泛应用，霍尔传感器在未来发展中的趋势将是高灵敏度、高精度和高稳定度，它将在微电子技术发展的基础上飞速的发展。由于霍尔传感器具有成本低、结构简单且不易受影响的优点，因此它具有比较高的研究价值。

霍尔传感器是基于霍尔效应原理形成的，具有结构简单、体积小、坚固、频率响应宽(从直流到微波)、动态范围大、无触点、使用寿命长、可靠性高、易微型化和集成电路化等特点，属于磁敏传感器系列。由于霍尔传感器相较于电容式和光学式等传感器，具有非接触、不受流体限制等特点，在超纯净驱动领域极具应用优势，其广泛应用于无轴承永磁薄片电机的转子转角和位置检测中。

检测原理：线性霍尔传感器是一种基于霍尔效应的磁敏式传感器，它可以在一定范围内输出随着磁感应强度线性变化的电压信号。当线性霍尔应用在电机转角检测时，通常一个与电机的A相轴线重合，另一个与其相隔90度电角度放置，线性霍尔元件通过检测转子磁场的磁感应强度，输出随转子位置变化的正弦电压信号，此时输出的两路正交信号即为转子位置的正弦和余弦函数值，通过反正切运算即可得到转子位置：

测量得到霍尔信号如图5所示；

现有技术方案：根据霍尔元件输出信号的类型可将其分为开关霍尔和线性霍尔：开关霍尔传感器根据磁场变化并控制其输出管关断和导通，其工作过程中有较大延迟，不适合工作在要求高精度的场合中。线性霍尔传感器输出的霍尔电压与磁感应强度成正比，将微弱的磁信号变换转化为模拟量输出。且线性霍尔传感器的外围信号处理电路中，设计有相应的补偿结构使得线性霍尔具有较高的检测精度；

线性霍尔能够提供连续的转子位置，但是输出的信号中含有谐波，影响转子位置检测精度。为了抑制磁场谐波对位置检测的影响，通常需要设计各种滤波器。

方案1:

设计了一种自适应陷波滤波器(Adaptive Notch Filter,ANF)，实现了对线性霍尔位置传感器输出信号的滤波，并使用锁相环(Phase Locked Loop,PLL)来实现最终的位置检测。

方案2：

利用类似方案1的处理方法，不同之处在于其利用四个两两相差450°电角度的线性霍尔元件检测一个10极的永磁同步电机转子位置，并且在利用ADC获取霍尔输出信号之后使用扩展的卡尔曼滤波器实现对信号的滤波，最后通过反正切函数实现对电机位置的估计；

但是，以上方案都没有消除霍尔信号解算转子转角过程中非理想因素的影响，在检测电机转子位置中，非理想因素对检测电机转子位置的影响较大；

为此，我们提出了一种基于正负序分离的误差补偿方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，具体体现在如下三个方面：