[发明专利]一种永磁同步电机旋转变压器的信号处理方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及信号处理领域，尤其是涉及一种永磁同步电机旋转变压器的信号处理方法及系统。

背景技术

随着国际社会对低碳经济和节能减排要求的日益提高，永磁同步电机传动系统凭借其性能优势在伺服系统、电动汽车、轨道交通、采暖通风、石油、钻井、电梯、流程工业、船泊推进、风力发电、航空航天和国防等诸多领域得到广泛的应用。

决定永磁同步电机控制性能的关键因素为转子的位置和速度信息，位置和速度信息的采集主要来自旋转变压器及对应的解码芯片。然而，由于旋转变压器本身的工艺误差，自感感应电势、传输线路及解码芯片(或者电路)带来的干扰噪声使得采集的位置转速信息中存在随机的瞬态的高频噪声，及固定的误差序列信息。这些位置和转速干扰信号直接影响到永磁同步电机交、直电流的分配，系统转矩的发挥，系统功率因素及效率，转速闭环控制；恶劣工况下可导致系统颠覆硬件故障、及去磁电流分量过大导致电机失磁，严重的影响到控制系统的可靠性及鲁棒性。

现有的方案大都是从改变硬件采集电路结构及本身物理结构件出发，降低丢失信号和干扰的几率，但其只考虑到对干扰信号的滤除，并未考虑其补偿，没有从根本上对干扰信号进行消除，从而不能从本质上有效的还原真实的位置和速度信号，且不能保证其精度。

因此，如何有效地消除干扰信号，还原真实的位置和速度信号，保证其精度是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种永磁同步电机旋转变压器的信号处理方法，有效地消除干扰信号，还原真实的位置和速度信号，保证其精度。

一种永磁同步电机旋转变压器的信号处理方法，包括以下步骤：

对永磁同步电机旋转变压器的转子的参数信号进行采集；

对所述采集的参数信号中超出预设振幅范围的高频干扰信号进行消除，得到消除高频干扰的第一参数信号；

对所述消除高频干扰的第一参数信号进行滤波处理，滤除所述消除高频干扰的第一参数信号内部的干扰信号，得到消除干扰的第二参数信号，所述第二参数信号用于保证所述永磁同步电机的控制性能。

上述的方法，优选的，所述采集的参数信号包括：位置信号和/或速度信号。

上述的方法，优选的，所述采集的参数信号为位置信号时，所述对消除高频干扰的第一参数信号进行滤波处理，滤除所述消除高频干扰的第一参数信号内部的干扰信号，包括以下步骤：

对所述消除高频干扰的位置信号进行正交处理，得到正交处理后的信号sin(θ_Act(k))和cos(θ_Act(k))；

对所述正交处理后的信号进行低通滤波，得到滤除高频噪声的信号f_sin和f_cos；

对所述滤波后的位置信号进行反正切重构，得到反正切重构后的信号θ₁(k)，其中θ₁(k)＝atan2(f_sin,f_cos)；

对所述反正切重构后的信号与所述采集的信号之间的相位误差进行计算，θ_Act(k)＝θ₁(k)+Δθ₁(k)，其中，Δθ₁(k)为反正切重构后的信号θ₁(k)和实际的位置信号θ(k)_Act之间的相位误差；并对所述相位误差进行低通滤波，得到低通滤波后的相位误差f(Δθ₁(k))；

对所述反正切重构后的信号与所述低通滤波后的相位误差进行相加，得到滤波后的位置信号θ(k)，其中，θ(k)＝θ₁(k)+f(Δθ₁(k))。

上述的方法，优选的，所述采集的参数信号为速度信号时，所述对消除高频干扰的第一参数信号进行滤波处理，包括：

对所述消除高频干扰的速度信号进行斜率滤波处理，得到滤除高频噪声的信号ω_e，

if(ω_e＞Y_max),ω_e-＝|ΔωT_s|

if(ω_e＜Y_max),ω_e+＝|ΔωT_s|

if(ω_e＜Y_min),ω_e+＝|ΔωT_s|