[发明专利]一种基于永磁同步电机无传感器速度控制的磁电编码器自校正方法

说明书

一种基于永磁同步电机无传感器速度控制的磁电编码器自校正方法，它涉及磁电编码器误差校正领域。本发明为了消除磁电编码器角度计算误差，提出了基于永磁同步电机无传感器控制的角度误差补偿方法。为了获得高精度虚拟角度值，使用永磁同步电机的无传感器速度控制方法。依据高精度虚拟角度值与磁电编码器角度值的偏差进行角度补偿。为了消除角度补偿表格中的噪声信号，并保证补偿表格的精度，提出了过采样线性插补方法。技术要点为：磁电编码器输出角度值的获取、角度误差制表、过采样线性插补制表。

技术领域

本发明涉及一种基于永磁同步电机无传感器控制的磁电编码器自校正方法，属于磁电编码器校正领域。

背景技术

磁电编码器是一种新型的角度或位置测量装置，具有抗震动、抗腐蚀、抗污染、抗干扰、体积小的特性，被广泛应用于机械制造、军工、雷达等领域。磁电编码器的分辨率受硬件设施的影响，造成角度或位置输出延迟，在使用时需要进行标定。现有的标定方式，主要是将光电编码器、电机、磁电编码器同轴安装，当三者同轴旋转时，将光电编码器、磁电编码器的角度值同步上传，并以光电编码器角度值为基准与磁电编码器的输出角度建立一一对应的关系，并存入磁电编码器的芯片中，实现磁电编码器输出角度的校正。但是这种方法的标定工装结构复杂，对光电编码器的精度要求极高，标定成本高。

发明内容

针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种基于永磁同步电机无传感器控制的磁电编码器自校正方法，通过永磁同步电机的高精度虚拟角度值对磁电编码器角度值进行校正，通过过采样线性插补方法，消除校正表格中的误差，逻辑清晰，标定过程简单。

上述目的主要通过以下方案实现：

本发明的基于永磁同步电机无传感器速度控制的磁电编码器自校正方法，其特征在于，包括：磁电编码器输出角度值的获取；角度误差制表；过采样线性插补制表。

作为优选，所述的磁电编码器输出角度值的获取，其特征在于：永磁同步电机可以依据虚拟角度值进行高精度旋转，将无传感器永磁同步电机与磁电编码器进行同轴安装，永磁同步电机带动磁电编码器同轴旋转，可以得到磁电编码器的实际输出角度值。

作为优选，所述的角度误差制表，其特征在于：将磁电编码器输出的角度值与高精度虚拟角度值进行对比，由此可以得到磁电编码器角度偏差值，将该偏差值作为磁电编码器角度的修补表格，并且该修补表格与磁电编码器角度值存在唯一的对应关系，因此可以将该角度偏差值制成表格，并且依据磁电编码器角度值进行角度补偿值的查表，但是数据中夹杂着高频噪声，若此时直接使用该表格作为角度误差补偿值会造成角度值跳动，为此需要对补偿表格进行数据处理。

作为优选，所述的过采样线性插补制表，其特征在于：为了消除角度补偿表格内的噪声信号，并且保证表格的精度，采用数据过采样线性插补方式，模数转换模块分辨率影响着磁电编码器的分辨率，采用过采样技术可以提高模数转换分辨率，具体过程为：

(1)由奈奎斯特采样定理可知，采样频率f_s至少要高于重建有用信号频率f_u的2倍，即：

f_s≥f_u  ①

(2)计算模数转换分辨率

模数转换模块最大电压值与最小电压值差值为V_err，模数转换模块分辨率为n位，则模数转换分辨率为：

(3)计算量化误差

由于模数转换量化过程中依据四舍五入进行转换，因此量化误差e_i为：

(4)计算霍尔传感器输出信号噪声功率

(5)计算信号输出功率