CN109981001B - 一种低噪音的永磁同步电机转子初始位置检测方法 - Google Patents

Abstract

一种低噪音的永磁同步电机转子初始位置检测方法，涉及电机控制领域。解决了传统的初始位置检测方法在检测磁极位置和极性时产生较大的震动和噪音，导致在某些对噪音要求比较高的场合应用受到限制的问题。方法包括如下步骤：步骤一、针对内置式永磁同步电机高频数学模型，采用基于随机高频方波电压注入法，辨识出磁极初始位置估计值θ_est1；步骤二、基于定子铁心饱和非线性原理，观测内置式永磁同步电机高频数学模型中γ轴的高频响应电流峰值累加值的符号，辨识出转子磁极极性信息；步骤三、根据转子磁极极性信息，对磁极初始位置估计值θ_est1进行校正补偿，得到转子初始位置估计值θ_est。本发明主要用于对永磁同步电机转子初始位置进行检测。

Description

一种低噪音的永磁同步电机转子初始位置检测方法

技术领域

本发明涉及电机控制领域。

背景技术

随着世界机械化和电气化进程的发展，电机一直是一个在机电能量转换过程中很重要的环节。近年来，永磁同步电机凭借结构简单、体积小、功率密度高、效率高、调速性能好等特点，已成为变频调速电气传动系统的理想选择，在中小功率应用领域有较为突出的表现。由于在转子上安装了永磁体，因此不需要额外电流对永磁同步电机转子进行励磁。根据永磁同步电机转子结构的不同，又可以分为表贴式和内置式两种。

目前，在高性能永磁同步电机调速系统应用中，通常需要在电机轴端部安装光电编码器、旋转变压器或者霍尔传感器等机械位置检测元件来获取转子磁极位置信息，然而位置传感器的安装带来系统成本增加、体积增大、可靠性降低等诸多问题，并且限制了永磁同步电机的应用场合。因此，无位置传感器永磁同步电机控制方法成为了目前交流电机控制技术领域中的研究热点。然而，永磁同步电机转子初始位置检测是无位置传感器控制的基础。在永磁同步电动机矢量控制系统中，电机所产生的最大起动转矩与磁极初始位置角的准确程度有关。如果初始位置角误差过大，那么电机电磁转矩将产生强烈振动，甚至出现反转现象，电机的带载能力受到限制，极端情况下会导致起动失败。为此，对于无位置传感器永磁同步电动机矢量控制系统，转子初始位置角的准确获取极为重要。

一种行之有效的方法是在永磁同步电机绕组内施加一定幅值的电流矢量，使其作用足够长时间，此时，电机转子会转动并定位到预先设计的方向。然而，在很多实际应用场合中，当电机与机械传动系统连接时，在起动运行之前，转子位置任何微小振动都是不允许的，因此该方法在很多驱动控制系统中不能应用。

针对静止状态下的转子初始位置检测方法，比较典型的有高频旋转电压信号注入法、高频脉振电压信号注入法、脉冲电压矢量注入法和复合信号注入法等。其中，高频旋转电压信号注入法和高频脉振电压信号注入法的信号处理过程比较复杂，为准确获取磁极位置信息和极性信息，需要提高高频信号注入的幅值，进一步提高信噪比。因此，会产生刺耳的高频噪音。脉冲电压矢量注入法简单、实用，但当电压矢量幅值过大时，检测过程中电机转子可能会转动，同时产生较大的震动和噪音。而当电压矢量幅值过小时，估计精度比较差。复合信号注入法利用高频信号注入检测位置，利用大幅值脉冲信号注入检测极性。因此，会同时产生刺耳的高频噪音和较大的震动，且检测过程不连续。因此，对于噪音要求比较高的场合，一种低噪音、简单、连续的永磁同步电机转子初始位置检测方法具有重要意义。

发明内容

本发明是为了解决传统的初始位置检测方法在检测磁极位置和极性时产生较大的震动和噪音，导致在某些对噪音要求比较高的场合应用受到限制的问题，本发明提供了一种低噪音的永磁同步电机转子初始位置检测方法。

一种低噪音的永磁同步电机转子初始位置检测方法，该初始位置检测方法包括如下步骤：

步骤一、针对内置式永磁同步电机高频数学模型，采用基于随机高频方波电压注入法，辨识出磁极初始位置估计值θ_est1；

步骤二、基于定子铁心饱和非线性原理，观测内置式永磁同步电机高频数学模型中γ轴的高频响应电流峰值累加值的符号，辨识出转子磁极极性信息；

步骤三、根据转子磁极极性信息，对磁极初始位置估计值θ_est1进行校正补偿，得到转子初始位置估计值θ_est。

优选的是，步骤一中针对内置式永磁同步电机高频数学模型，采用基于随机高频方波电压注入法，辨识出磁极初始位置估计值θ_est1的具体过程为：

步骤一一、向基于内置式永磁同步电机的高频数学模型的γ轴上注入的随机频率方波电压信号v_γh后，从基于内置式永磁同步电机的高频数学模型中提取出静止坐标系下的高频响应电流i_αh和i_βh；

其中，i_αh为静止坐标系α轴的高频响应电流；

i_βh为静止坐标系β轴的高频响应电流；

步骤一二、对高频响应电流i_αh和i_βh进行解调处理，得到α轴高频电流包络Δi_αh和β轴高频电流包络Δi_βh，再将Δi_αh和Δi_βh分别除以整体归一化系数K₁K₂的绝对值|K₁K₂|，则得到一对正交电流信号Δi_{α_pu}和Δi_{β_pu}；

其中，Δi_{α_pu}为α轴归一化电流信号；

Δi_{β_pu}为β轴归一化电流信号；

步骤一三、利用外差法对Δi_{α_pu}和Δi_{β_pu}进行处理，得到与转子位置估计误差θ_err相关的误差信号ε，再将误差信号ε送入锁相环观测器中，进一步得到磁极初始位置估计值θ_est1。

优选的是，步骤一一中，向基于内置式永磁同步电机的高频数学模型的γ轴上注入的随机频率方波电压信号v_γh为：

[v_γh]＝[V_Rφ_sqr(t,T_R)] (1)；

步骤一一中，从基于内置式永磁同步电机的高频数学模型中提取出静止坐标系下的高频响应电流i_αh和i_βh的实现方式为：

其中，V_R为注入电压幅值；

t表示时间，T_R为周期；

φ_sqr(t,T_R)表示代表周期为T_R、幅值为1、时间为t的单位方波信号，

φ_saw(t,T_R)表示周期为T_R，幅值为1、时间为t的单位三角波信号；

L_d表示d轴电感；

L_q表示q轴电感；

θ_err表示转子位置估计误差；

θ_e表示真实转子位置。

优选的是，步骤一二中，对高频响应电流i_αh和i_βh进行解调处理，得到α轴高频电流包络Δi_αh和β轴高频电流包络Δi_βh的实现方式为：

其中，

步骤一二中，将Δi_αh和Δi_βh除以整体归一化系数K₁K₂的绝对值|K₁K₂|，则得到一对正交电流信号Δi_{α_pu}和Δi_{β_pu}的实现方式为：

其中，

表示周期为T_R，幅值为1，时间为

的单位三角波解调信号；

θ_err1为等效转子位置误差；

PU(·)为取归一化算子符号。

优选的是，步骤一三中，利用外差法对Δi_{α_pu}和Δi_{β_pu}进行处理，得到与转子位置估计误差θ_err相关的误差信号ε的实现方式为：

其中，由于θ_err无限趋近于0，使得

优选的是，步骤二中，基于定子铁心饱和非线性原理，观测内置式永磁同步电机高频数学模型中γ轴的高频响应电流峰值累加值的符号，辨识出转子磁极极性信息的具体过程为：

观测内置式永磁同步电机高频数学模型中γ轴的高频响应电流峰值，并将任意时间段t′内的γ轴的高频响应电流峰值进行累加获得一个累加值，基于定子铁心饱和非线性原理，对累加值所对应的转子位置极性进行判断，若累加值为正数，则确定γ轴对应转子位置N极，若累加值为负数，则确定γ轴对应转子位置S极。

优选的是，步骤三中，根据转子磁极极性信息，对磁极初始位置估计值θ_est1进行校正补偿，得到转子初始位置估计值θ_est的具体过程为：

当γ轴对应转子位置N极时，不需要对磁极初始位置估计值θ_est1进行极性补偿，此时，磁极位置补偿值θ_{est_P}为0，则转子初始位置估计值θ_est＝θ_est1+θ_{est_P}＝θ_est1；

反之，当γ轴对应转子位置S极时，需要对磁极初始位置估计值θ_est1进行极性补偿，此时，磁极位置补偿值θ_{est_P}为π，则转子初始位置估计值θ_est＝θ_est1+θ_{est_P}＝θ_est1+π。

本发明带来的有益效果是，本发明采用的基于随机高频方波电压信号注入的永磁同步电机低噪音转子初始位置检测方法，信号处理方法简单易行，使整个辨识过程更加快速、连续、简便。既可以消除较大的震动和噪音，也能减弱刺耳的高频噪音，无需额外硬件开销，估计精度较高，为永磁同步电机无位置传感器稳定控制提供了重要保证。

附图说明

图1是本发明采用的基于随机高频方波电压信号注入的永磁同步电机低噪音转子初始位置检测方法的整体框图；其中，i_{d_ref}为直轴(d轴)电流给定值；i_d为d轴电流反馈值；u_d和u_q分别为d、q轴电压值；u_α和u_β为α、β轴电压值；i_a和i_b为采集到的两相电流；i_α和i_β分别为α、β轴电流反馈值；i_γh为观测直轴(γ轴)电流反馈值；ω_est为电机转子电转速估计值；θ_est1为磁极初始位置估计值；θ_{est_p}为磁极位置补偿值；θ_est为转子初始位置估计值；PI为电流调节器；SVPWM为空间矢量调制模块；PMSM为永磁同步电机；

图2是本发明采用基于随机高频方波电压注入法，辨识出磁极初始位置估计值θ_est1的信号处理框图；其中，i_αh和i_βh为α、β轴高频电流；φ_sqr(t-T_R/4,T_R)表示周期为T_R，幅值为1，时间为

的单位三角波解调信号；Δi_αh和Δi_βh分别为α、β轴高频电流包络；LPF为低通滤波器；Δi_{α_pu}和Δi_{β_pu}分别为α、β轴归一化(幅值为1)电流信号；ε为误差信号。

图3是定子铁心饱和非线性的原理示意图；其中，Ψ_f为永磁体励磁磁链；Ψ_sa为定子电枢反应磁链；u_inj为高频方波电压信号注入幅值；

图4是估计的磁极位置对应转子N极时，高频感应电流的变化示意图；

图5是估计的磁极位置对应转子S极时，高频感应电流的变化示意图；

图6是本发明方法中高频数学模型所对应的参考的坐标系示意图；其中，ω代表电机转子的电转速；θ_e为真实转子位置；θ_est为转子初始位置估计值；θ_err为转子位置估计误差；

图7为随机频率注入给定位置234°时初始位置检测结果示意图；图7中从上到下的波形依次为：估计的转子位置、γ轴电流峰值累加值、A相电流及其放大波形图；

图8为电机转子在一个电角度周期内处于不同实际位置时，转子实际位置与通过本发明方法辨识出的初始位置估计值之间的关系图；

图9为电机转子在一个电角度周期内处于不同位置时，转子实际位置与通过本发明方法辨识出的转子位置估计误差θ_err之间的关系图；

图10为固定频率高频电流的功率谱密度分析实验结果；

图11为随机频率高频电流的功率谱密度分析实验结果。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

参见图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种低噪音的永磁同步电机转子初始位置检测方法，该初始位置检测方法包括如下步骤：

步骤一、针对内置式永磁同步电机高频数学模型，采用基于随机高频方波电压注入法，辨识出磁极初始位置估计值θ_est1；

步骤二、基于定子铁心饱和非线性原理，观测内置式永磁同步电机高频数学模型中γ轴的高频响应电流峰值累加值的符号，辨识出转子磁极极性信息；

步骤三、根据转子磁极极性信息，对磁极初始位置估计值θ_est1进行校正补偿，得到转子初始位置估计值θ_est。

本发明通过随机高频方波电压注入法获得磁极初始位置估计值θ_est1后，并不能判断出转子磁极极性，转子磁极极性可能对应S极，也可能对应N极；而磁极极性的检测要基于定子铁心饱和非线性原理，当γ轴对应转子位置N极时，注入的高频正向电压所激励的电枢反应磁链Ψ_sa起增磁作用，定子电感变小，电流变大；反之，当γ轴对应转子位置S极时，注入的高频负向电压所激励的电枢反应磁链Ψ_sa起增磁作用，定子电感变小，电流变大，具体参见图3；因此，可以利用γ轴高频电流峰值的符号，进一步判断磁极极性信息。

具体参见图4，当γ轴对应转子位置N极时，感应的γ轴高频电流正向峰值大于负向峰值，将一段时间内的γ轴电流峰值进行累加，即可得到一个正的累加值；

具体参见图5，当γ轴对应转子位置S极时，感应的γ轴高频电流负向峰值大于正向峰值，将一段时间内的γ轴电流峰值进行累加，即可得到一个负的累加值。因此可以根据γ轴高频响应电流峰值累加值的符号，辨识出转子磁极极性信息。

本实施方式中，一方面，步骤一中采用基于随机高频方波电压注入法辨识出转子磁极初始位置信息，信号处理方法简单易行，由于注入信号的频率随机，降低刺耳的高频噪音，另一方面，步骤二中根据观测轴(γ轴)高频响应电流峰值累加值的符号，辨识出转子磁极极性信息，信号处理方法简单易行，无需大幅值脉冲信号注入，消除较大的震动和噪音；最终，根据磁极极性信息和磁极位置信息得到最终的转子初始位置估计值，使整个辨识过程更加快速、连续、简便，噪音更低。

参见图2说明本优选实施方式，本优选实施方式为，步骤一中针对内置式永磁同步电机高频数学模型，采用基于随机高频方波电压注入法，辨识出磁极初始位置估计值θ_est1的具体过程为：

步骤一一、向基于内置式永磁同步电机的高频数学模型的γ轴上注入的随机频率方波电压信号v_γh后，从基于内置式永磁同步电机的高频数学模型中提取出静止坐标系下的高频响应电流i_αh和i_βh；

其中，i_αh为静止坐标系α轴的高频响应电流；

i_βh为静止坐标系β轴的高频响应电流；

步骤一二、对高频响应电流i_αh和i_βh进行解调处理，得到α轴高频电流包络Δi_αh和β轴高频电流包络Δi_βh，再将Δi_αh和Δi_βh分别除以整体归一化系数K₁K₂的绝对值|K₁K₂|，则得到一对正交电流信号Δi_{α_pu}和Δi_{β_pu}；

其中，Δi_{α_pu}为α轴归一化电流信号；

Δi_{β_pu}为β轴归一化电流信号；

步骤一三、利用外差法对Δi_{α_pu}和Δi_{β_pu}进行处理，得到与转子位置估计误差θ_err相关的误差信号ε，再将误差信号ε送入锁相环观测器中，进一步得到磁极初始位置估计值θ_est1。

本优选实施方式中，提供了一种高频响应电流提取过程及峰值点的获取过程，位置检测和极性检测只利用高频响应电流就都能得到，整个转子初始位置检测过程更快，更连续，噪音更低。

参见图2说明本优选实施方式，本优选实施方式为，步骤一一中，向基于内置式永磁同步电机的高频数学模型的γ轴上注入的随机频率方波电压信号v_γh为：

[v_γh]＝[V_Rφ_sqr(t,T_R)] (1)；

步骤一一中，从基于内置式永磁同步电机的高频数学模型中提取出静止坐标系下的高频响应电流i_αh和i_βh的实现方式为：

其中，V_R为注入电压幅值；

t表示时间，T_R为周期；

φ_sqr(t,T_R)表示代表周期为T_R、幅值为1、时间为t的单位方波信号，

φ_saw(t，T_R)表示周期为T_R，幅值为1、时间为t的单位三角波信号；

L_d表示d轴电感；

L_q表示q轴电感；

θ_err表示转子位置估计误差；

θ_e表示真实转子位置。

本优选实施方式中，提供了一种方波电压信号v_γh、高频响应电流i_αh和i_βh的具体实现方式，使得方波电压信号v_γh、高频响应电流i_αh和i_βh的获得过程更加的简单、便捷。本发明方法中高频数学模型所对应的参考的坐标系具体参见图6。

参见图2说明本优选实施方式，本优选实施方式为，步骤一二中，对高频响应电流i_αh和i_βh进行解调处理，得到α轴高频电流包络Δi_αh和β轴高频电流包络Δi_βh的实现方式为：

其中，

步骤一二中，将Δi_αh和Δi_βh除以整体归一化系数K₁K₂的绝对值|K₁K₂|，则得到一对正交电流信号Δi_{α_pu}和Δi_{β_pu}的实现方式为：

其中，

表示周期为T_R，幅值为1，时间为

的单位三角波解调信号；

θ_err1为等效转子位置误差；

PU(·)为取归一化算子符号。

本优选实施方式中，提供了一种高频电流包络Δi_αh和Δi_βh、电流信号Δi_{α_pu}和Δi_{β_pu}的具体实现方式，使得高频电流包络Δi_αh和Δi_βh、电流信号Δi_{α_pu}和Δi_{β_pu}的获得过程更加的简单、便捷。

参见图2说明本优选实施方式，本优选实施方式为，步骤一三中，利用外差法对Δi_{α_pu}和Δi_{β_pu}进行处理，得到与转子位置估计误差θ_err相关的误差信号ε的实现方式为：

其中，由于θ_err无限趋近于0，使得

本优选实施方式中，提供了一种误差信号ε的具体实现方式，使得误差信号ε的获得过程更加的简单、便捷。

参见图2说明本优选实施方式，本优选实施方式为，步骤二中，基于定子铁心饱和非线性原理，观测内置式永磁同步电机高频数学模型中γ轴的高频响应电流峰值累加值的符号，辨识出转子磁极极性信息的具体过程为：

观测内置式永磁同步电机高频数学模型中γ轴的高频响应电流峰值，并将任意时间段t′内的γ轴的高频响应电流峰值进行累加获得一个累加值，基于定子铁心饱和非线性原理，对累加值所对应的转子位置极性进行判断，若累加值为正数，则确定γ轴对应转子位置N极，若累加值为负数，则确定γ轴对应转子位置S极。

本优选实施方式中，提供了一种辨识出转子磁极极性信息的具体实现方式，整个辨识过程操作简单，识别速度快。

参见图2说明本优选实施方式，本优选实施方式为，步骤三中，根据转子磁极极性信息，对磁极初始位置估计值θ_est1进行校正补偿，得到转子初始位置估计值θ_est的具体过程为：

当γ轴对应转子位置N极时，不需要对磁极初始位置估计值θ_est1进行极性补偿，此时，磁极位置补偿值θ_{est_P}为0，则转子初始位置估计值θ_est＝θ_est1+θ_{est_P}＝θ_est1；

反之，当γ轴对应转子位置S极时，需要对磁极初始位置估计值θ_est1进行极性补偿，此时，磁极位置补偿值θ_{est_P}为π，则转子初始位置估计值θ_est＝θ_est1+θ_{est_P}＝θ_est1+π。

本优选实施方式中，给出了一种根据转子磁极极性信息对磁极初始位置估计值θ_est1进行校正补偿，得到转子初始位置估计值θ_est的具体过程，整个补偿过程操作简单，补偿后使得转子初始位置估计值θ_est的准确度更高。

验证试验：

本实验在永磁同步电机对拖实验平台上进行验证。两台2.2kW的永磁同步电机通过联轴器同轴联接，其中一台作为控制电机，另一台作为加载电机。两台变频器采用共直流母线方式相连。通过STM32F103VCT6ARM实现矢量控制算法，对永磁同步电机进行控制。逆变器开关频率为6kHz。

所使用的永磁同步电机的主要参数为：额定功率2.2kW，额定电流5.6A，额定转速1000r/min，L_d＝48mH，L_q＝59mH，极对数P＝3，R＝2.53Ω。

图7为随机频率方波电压注入，给定位置234°时的转子初始位置检测结果示意图；从图中可以看出，A相电流的频率为随机值，即注入频率为750Hz和1000Hz的随机组合。估计转子位置首先收敛到50°，然后开始对γ轴电流峰值进行累加。如图7所示，累加值为负值，因此需要补偿π，即得到最终转子初始位置估计值为230°，估计误差为-4°。从实验结果可以看出，本发明方法使整个辨识过程更加快速、连续、简便。无需大幅值脉冲信号的注入，消除了较大的震动和噪音，同时也能减弱刺耳的高频噪音。

图8为电机转子在一个电角度周期内不同位置时的初始位置辨识结果。为了验证本发明方法的稳定性，在电机转子一个电角度周期内预先设置20处初始位置，记录给定不同初始位置时的辨识结果，制作成曲线。

图9为电机转子在一个电角度周期内不同位置时的初始位置辨识误差。从图中可以看出，本发明方法的辨识效果较好，最大观测误差为5°电角度。

图10为固定频率方波电压注入时的高频电流功率谱密度分析。从图中可以看出，离散谱分布于750Hz、2250Hz、3750Hz等注入频率及其奇数倍的谐波中，因此依然存在比较大的高频噪音。

图11为随机频率方波电压注入时的高频电流功率谱密度分析。从图中可以看出，离散谱只存在于两个注入频率最小公倍数的奇数倍点上，因此大大减弱了高频噪音。实验结果验证了本发明方法的有效性。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其它的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其它所述实施例。

Claims (4)

1.一种低噪音的永磁同步电机转子初始位置检测方法，该初始位置检测方法包括如下步骤：

步骤一、针对内置式永磁同步电机高频数学模型，采用基于随机高频方波电压注入法，辨识出磁极初始位置估计值θ_est1；

步骤二、基于定子铁心饱和非线性原理，观测内置式永磁同步电机高频数学模型中γ轴的高频响应电流峰值累加值的符号，辨识出转子磁极极性信息；

步骤三、根据转子磁极极性信息，对磁极初始位置估计值θ_est1进行校正补偿，得到转子初始位置估计值θ_est；

步骤一中针对内置式永磁同步电机高频数学模型，采用基于随机高频方波电压注入法，辨识出磁极初始位置估计值θ_est1的具体过程为：

步骤一一、向基于内置式永磁同步电机的高频数学模型的γ轴上注入的随机频率方波电压信号v_γh后，从基于内置式永磁同步电机的高频数学模型中提取出静止坐标系下的高频响应电流i_αh和i_βh；

其中，i_αh为静止坐标系α轴的高频响应电流；

i_βh为静止坐标系β轴的高频响应电流；

步骤一二、对高频响应电流i_αh和i_βh进行解调处理，得到α轴高频电流包络Δi_αh和β轴高频电流包络Δi_βh，再将Δi_αh和Δi_βh分别除以整体归一化系数K₁K₂的绝对值|K₁K₂|，则得到一对正交电流信号Δi_{α_pu}和Δi_{β_pu}；

其中，Δi_{α_pu}为α轴归一化电流信号；

Δi_{β_pu}为β轴归一化电流信号；

步骤一三、利用外差法对Δi_{α_pu}和Δi_{β_pu}进行处理，得到与转子位置估计误差θ_err相关的误差信号ε，再将误差信号ε送入锁相环观测器中，进一步得到磁极初始位置估计值θ_est1；

步骤一一中，向基于内置式永磁同步电机的高频数学模型的γ轴上注入的随机频率方波电压信号v_γh为：

[v_γh]＝[V_Rφ_sqr(t,T_R)] (1)；

步骤一一中，从基于内置式永磁同步电机的高频数学模型中提取出静止坐标系下的高频响应电流i_αh和i_βh的实现方式为：

其中，V_R为注入电压幅值；

t表示时间，T_R为周期；

φ_sqr(t,T_R)表示代表周期为T_R、幅值为1、时间为t的单位方波信号，

φ_saw(t,T_R)表示周期为T_R，幅值为1、时间为t的单位三角波信号；

L_d表示d轴电感；

L_q表示q轴电感；

θ_err表示转子位置估计误差；

θ_e表示真实转子位置；

其特征在于，步骤一二中，对高频响应电流i_αh和i_βh进行解调处理，得到α轴高频电流包络Δi_αh和β轴高频电流包络Δi_βh的实现方式为：

其中，

步骤一二中，将Δi_αh和Δi_βh除以整体归一化系数K₁K₂的绝对值|K₁K₂|，则得到一对正交电流信号Δi_{α_pu}和Δi_{β_pu}的实现方式为：

其中，

表示周期为T_R，幅值为1，时间为

的单位三角波解调信号；

θ_err1为等效转子位置误差；

PU(·)为取归一化算子符号。

2.根据权利要求1所述的一种低噪音的永磁同步电机转子初始位置检测方法，其特征在于，步骤一三中，利用外差法对Δi_{α_pu}和Δi_{β_pu}进行处理，得到与转子位置估计误差θ_err相关的误差信号ε的实现方式为：

其中，由于θ_err无限趋近于0，使得

3.根据权利要求1所述的一种低噪音的永磁同步电机转子初始位置检测方法，其特征在于，步骤二中，基于定子铁心饱和非线性原理，观测内置式永磁同步电机高频数学模型中γ轴的高频响应电流峰值累加值的符号，辨识出转子磁极极性信息的具体过程为：

观测内置式永磁同步电机高频数学模型中γ轴的高频响应电流峰值，并将任意时间段t′内的γ轴的高频响应电流峰值进行累加获得一个累加值，基于定子铁心饱和非线性原理，对累加值所对应的转子位置极性进行判断，若累加值为正数，则确定γ轴对应转子位置N极，若累加值为负数，则确定γ轴对应转子位置S极。

4.根据权利要求1至3之一所述的一种低噪音的永磁同步电机转子初始位置检测方法，其特征在于，步骤三中，根据转子磁极极性信息，对磁极初始位置估计值θ_est1进行校正补偿，得到转子初始位置估计值θ_est的具体过程为：

当γ轴对应转子位置N极时，不需要对磁极初始位置估计值θ_est1进行极性补偿，此时，磁极位置补偿值θ_{est_P}为0，则转子初始位置估计值θ_est＝θ_est1+θ_{est_P}＝θ_est1；

反之，当γ轴对应转子位置S极时，需要对磁极初始位置估计值θ_est1进行极性补偿，此时，磁极位置补偿值θ_{est_P}为π，则转子初始位置估计值θ_est＝θ_est1+θ_{est_P}＝θ_est1+π。

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