[发明专利]一种基于绝对位置编码器的速度和位置信号抗干扰处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种信号抗干扰处理方法,在永磁同步电机或励磁同步电机调速系统中实现对位置信号和速度信号的精确检测。

背景技术

现有的永磁同步电机或励磁同步电机调速系统中，旋转变压器或者普通绝对式编码器检测电机转子位置信息，提供给控制系统，控制系统据此计算电机转速，转速用于速度反馈，转子位置角用于电压或者电流信号的坐标变换，其控制框图如图1所示。采样的电机定子电流通过坐标变换可以得到实际的转矩电流和励磁电流，坐标变换角度是转子位置角，转子位置角的准确性对控制系统性能影响很大。因此，采用绝对位置编码器的矢量控制系统中，位置采样信号的处理方法至关重要。

通过采样电机的转子位置，可以计算电机转速，计算公式如下

速度：       n_K = K_P*dθ_K/Ts

                      dθ_K =θ_K-θ_K-1

         其中： n_K：第K采样周期计算得到的转速；

K_P：与极对数和时间单位相关的常数；

                Ts: 采样周期。

                θ_K 、θ_K-1：第K ,K-1采样周期采样的转子位置角

    每次过零点dθ_K都会出现突变（简称为“过零点错误”），角度值以0~360°表示。

正转时，角度值dθ_K=θ_K-θ_K-1=20°-340°= -320°，理论上应该为dθ_K=θ_K-θ_K-1=（20°+360°）-340°= 40°。

反转时，角度值dθ_K=θ_K-θ_K-1=340°-20°= 320°，理论上应该为dθ_K=θ_K-θ_K-1=（340°-360°）-20°= -40°。

    简单按公式计算将会出现错误，实际系统中需要根据采样位置角的增量大小进行修正。

    现代电机驱动系统中采用功率开关器件，大电流开通关断，dV/dt和di/dt都很大，现场电磁干扰严重，容易对采样电路造成干扰。如果不对采样信号进行抗干扰处理，一个短时干扰可能会造成系统保护。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供了一种基于绝对位置编码器的速度和位置信号抗干扰处理方法，统一纠正过零点错误和干扰引起的采样异常，对采样的转子位置角进行抗干扰处理。

本发明的目的是通过以下技术手段实现的：

第一步，确定系统最大转速n_max，采样周期最大的位置角增量dθ_max；

第二步，采样编码器传输过来的转子位置信号θ计算dθ= θ-θ_K-1；

第三步：根据dθ修正当前采样周期dθ_K；

第四步，根据修正后的dθ_K计算转子位置角和速度。

2. 根据权利要求1所述的一种基于绝对位置编码器的速度和位置信号抗干扰处理方法，其特征在于：上述处理过程中的第三步用以下的过程实现：

首先，将[-360°，360°]区间分成五个区间：

正转过零区：     [ -360°，dθ_max- 360°），

反转超速异常区： [dθ_max- 360°，- dθ_max），

正常区：         [- dθ_max，dθ_max]，

正转超速异常区： （dθ_max，360°- dθ_max]，

反转过零区：   （360°- dθ_max，360°]；

然后，根据dθ所在区间，确定dθ_K：

dθ在正转过零区：     dθ_K = dθ+360°，