[发明专利]无刷直流电机微弱反电动势信号的随机共振检测方法

权利要求书

1.一种无刷直流电机微弱反电动势信号的随机共振检测方法,该方法包括下列顺序的步骤:

（1）在电机静止或低速的情况下，在电机的定子线圈上施加测试脉冲，单片机检测出电机的反电动势信号；

（2）将反电动势信号和噪声信号共同输入随机共振系统，随机共振系统输出过零信号；

（3）单片机对随机共振系统输出的过零信号进行检测，输出电机换相信号至电机。

2.根据权利要求1所述的无刷直流电机微弱反电动势信号的随机共振检测方法,其特征在于:所述的噪声信号为高斯白噪声，噪声信号和反电动势信号合成后输入放大器，放大器对合成信号进行放大，并将放大后的合成信号输出至随机共振系统。

3.根据权利要求1所述的无刷直流电机微弱反电动势信号的随机共振检测方法,其特征在于:所述的随机共振系统为根据随机共振理论对周期信号与噪声共同作用的双稳态系统，其公式如下：

式中 a、b为是双稳系统的结构参数，为双稳系统的输入信号，为周期信号，为均值为0、噪声强度为D的白噪声。

4.根据权利要求1所述的无刷直流电机微弱反电动势信号的随机共振检测方法,其特征在于:所述的电机低速是指电机转速低于10rpm，测试脉冲的电压是固定的，脉冲的周期与占空比需要经过测试后确定。

5.根据权利要求3所述的无刷直流电机微弱反电动势信号的随机共振检测方法,其特征在于: 假设双稳态系统的输入信号为随机二值数字信号，将双稳态系统简化为阈值系统：当 x≥ theta时, y＝1；当 x＜theta 时, y＝0，其中 x是系统输入，theta是系统的阈值, y是系统的输出。

6.根据权利要求5所述的无刷直流电机微弱反电动势信号的随机共振检测方法,其特征在于:令阈值系统的输入s为常量1，在系统的输入端加入强度为D的服从正态分布的噪声n，则系统的总输入为x＝s+n，定义输出为1的频率为阈值系统输入与输出的相似度S，则有S＝Prob(y＝1)×100%，相似度S随着噪声n强度的增大而增大，直到增大至一饱和值为止。

7.根据权利要求5所述的无刷直流电机微弱反电动势信号的随机共振检测方法,其特征在于: 令阈值系统的输入s为随机二进制信号，即概率Prob(s＝1)＝Prob(s＝0)＝0.5，在系统的输入端加入强度为D的服从正态分布的噪声n，则系统的总输入为x＝s+n，定义输出为1的频率为阈值系统输入与输出的相似度S，则有S＝Prob(y＝s)×100%，相似度S随着噪声n强度的增大而增大到一最大值，然后就随着噪声n强度的进一步增大而下降。