[发明专利]一种补偿谐波误差的磁编码器解码方法及系统

说明书

本发明公开了一种补偿谐波误差的磁编码器解码方法及系统，该方法包括：S1、获取磁传感器的输出信号，输出信号包括基波信号和n次谐波信号；S2、提取输出信号的正序分量和负序分量，并根据输出信号的正序分量和负序分量重构基波信号；S3、根据输出信号和重构后的基波信号获取n次谐波信号；S4、提取n次谐波信号的正序分量和负序分量，并根据n次谐波信号的正序分量和负序分量重构n次谐波信号；S5、根据重构后的n次谐波信号补偿输出信号，以消除谐波误差。本发明利用重构后的谐波信号补偿输出信号，可以降低谐波的影响，进一步提升估算角度的准确性，克服了电机低速时系统性能差的缺陷。

技术领域

本发明是关于电机角位置解算技术领域，特别是关于一种补偿谐波误差的磁编码器解码方法及系统。

背景技术

永磁同步电机(Permanent-Magnet Synchronous Motor，PMSM)具有功率密度高、效率高、控制精度高等优点，常被作为伺服系统中的伺服电机所使用。为了实现高精度控制，永磁同步电机的位置检测尤为重要。永磁同步电机常用的位置传感器包括:光电编码器、霍尔传感器、旋转变压器、磁编码器等。电机中的位置反馈主要考虑传感器的分辨率、精度、响应速度、环境适应性、成本等因素。对于磁编码器而言随着磁阻芯片发展使得其具有集成度高、结构简单、可靠性高、成本低等特点，使用范围不断得到推广。

磁编码器的工作原理是，通过磁阻芯片采集磁钢上所携带的位置信息的磁场，以正余弦信号的方式输出。通过对输出的正余弦进行解耦求出角度信息。

常见的解耦电路包括硬件电路与软件解耦两种。其中，软件解耦较为常用包括：反正切算法、CORDIC算法、查表法、线性化、锁相环等。对于磁阻芯片而言，其输出常常因为各种原因导致正余弦出现直流偏置、电压幅值不平衡、相位不正交、谐波串扰等不理想因素出现。因此，想要快速解耦出精确的角度就必须要添加补偿算法。

而基于指定次谐波消除的双同步旋转坐标系角度跟踪算法通过将不平衡矢量分解到正反向旋转的两个坐标轴上实现误差补偿，但是在转速较低时其低通滤波器效果不佳。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种补偿谐波误差的磁编码器解码方法及系统，其用于解决在双同步旋转坐标系角度跟踪算法的基础上利用低速时低通滤波器消除指定谐波误差效果不佳的技术问题。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种补偿谐波误差的磁编码器解码方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、获取磁传感器的输出信号，所述输出信号包括基波信号和n次谐波信号；

S2、提取所述输出信号的正序分量和负序分量，并根据输出信号的正序分量和负序分量重构基波信号；

S3、根据所述输出信号和重构后的基波信号获取n次谐波信号；

S4、提取所述n次谐波信号的正序分量和负序分量，并根据n次谐波信号的正序分量和负序分量重构所述n次谐波信号；

S5、根据重构后的n次谐波信号补偿所述输出信号，以消除谐波误差。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述步骤S2中，提取所述输出信号的正序分量和负序分量，包括：

将所述输出信号输入双同步坐标系中进行分解，得到输出信号的正序分量和负序分量；

通过滤波器对所述输出信号的正序分量和负序分量进行滤波，以得到恒定的正序分量和负序分量。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述方法还包括：

通过锁频环获取输出信号的估计角频率，并根据估计角频率调节锁相环的PI参数，以获取估计角位置。