CN113938073A - 电机位置估测方法、装置、控制器、电动汽车及飞行汽车 - Google Patents

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CN113938073A CN202111176031.9A CN202111176031A CN113938073A CN 113938073 A CN113938073 A CN 113938073A CN 202111176031 A CN202111176031 A CN 202111176031A CN 113938073 A CN113938073 A CN 113938073A
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Abstract

本申请实施例提供了一种电机位置估测方法、装置、控制器、电动汽车以及飞行汽车,该方法包括:获取电机的三相电流;将三相电流经过第一坐标变换得到对应于两相旋转坐标系的第一电流;根据预设带宽对第一电流进行滤波得到第二电流;以及根据第二电流与预设算法对电机位置进行估测。本申请实施例提供的电机位置估测方法能够有效简化滤波过程中的控制难度。

Description

电机位置估测方法、装置、控制器、电动汽车及飞行汽车
技术领域
本申请涉及电机领域,具体涉及一种电机位置估测方法、装置、控制器、电动汽车及飞行汽车。
背景技术
永磁同步电机具有优良的控制性能,被广泛应用于工业机器人、伺服控制、电动汽车等领域。目前,可以通过多种方式对永磁同步电机转子位置和速度进行估算。在通过基于反电动势的模型参考自适应系统(Model Reference Adaptive System,MRAS)对转子位置和速度进行估算的过程中,由于高速大功率永磁同步电机的定子电感较小,使得估算出的反电动势中含有大量的谐波,进而影响转子位置的估算精度,尤其在电机转速较低时,很小的反电动势中叠加大量谐波使得转子位置估算失败。
一般地,通过低通滤波器滤除反电动势中叠加的谐波,从而得到谐波含量较少的三相滤波电流。但是,在电机转速变化的过程中,电机的电频率也随之发生改变,而由于滤波器的带宽与电机的电频率相关,因此在电机的电频率发生改变时,为了达到良好的滤波效果,通常需要实时调整滤波器的带宽。可见,现有技术中需要在滤除反电动势中叠加的谐波的过程中实时调整滤波器的带宽,控制难度较大。
发明内容
鉴于以上问题,本申请实施例提供一种电机位置估测方法、装置、控制器、电动汽车及飞行汽车,能够简化滤波过程中的控制难度。
本申请实施例是采用以下技术方案来实现的:
第一方面,本申请实施例提供一种电机位置估测方法,该方法包括:获取电机的三相电流;将三相电流经过第一坐标变换得到对应于两相旋转坐标系的第一电流;根据预设带宽对第一电流进行滤波得到第二电流;以及根据第二电流与预设算法对电机位置进行估测。
第二方面,本申请实施例还提供一种电机位置估测装置,该装置包括获取模块、转换模块、滤波模块以及估测模块;获取模块用于获取电机的三相电流;转换模块用于将三相电流经过第一坐标变换得到对应于旋转坐标系的第一电流;滤波模块用于根据预设带宽对第一电流进行滤波得到第二电流;估测模块用于根据第二电流与预设算法对电机位置进行估测。
第三方面,本申请实施例还提供一种控制器,包括上述的电机位置估测装置。
第四方面,本申请实施例还提供一种电动汽车,包括电动汽车本体以及设于电动汽车本体内的如上述的控制器。
第五方面,本申请实施例还提供一种飞行汽车,包括飞行汽车本体以及设于飞行汽车本体内的如上述的控制器。
本申请实施例提供的电机位置估测方法、装置、控制器、电动汽车及飞行汽车,该电机位置的估测方法先获取电机的三相电流;再将三相电流经过第一坐标变换得到对应于两相旋转坐标系的第一电流;然后根据预设带宽对第一电流进行滤波得到第二电流;最后根据第二电流与预设算法对电机位置进行估测。本申请实施例的电机位置的估测方法中,由于两相旋转坐标系下的第一电流是直流信号,其基波频率为零,且滤波器的带宽与信号基波频率相关,因此在对第一电流进行滤波时,第一电流的基波频率始终保持为零,该预设带宽也可以始终保持为一个固定值,进而不需要在滤除反电动势中叠加的谐波的过程中实时调整滤波器的带宽,从而简化滤波过程中的控制难度。
本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本申请实施例提供的一种电机矢量控制系统框图。
图2示出了本申请实施例提供的一种电机位置估测方法的流程示意图。
图3示出了本申请实施例提供的另一种电机位置估测方法的流程示意图。
图4示出了本申请实施例提供的一种电机位置估测装置的模块框图。
图5示出了本申请实施例提供的一种控制器的模块框图。
图6示出了本申请实施例提供的一种电动汽车的结构示意图。
图7示出了本申请实施例提供的一种飞行汽车的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施方式,实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性地,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
永磁同步电机主要是由转子、端盖及定子等各部件组成。永磁同步电动机的定子结构与普通的感应电动机的结构非常相似,转子结构与异步电动机的最大不同是在转子上放有高质量的永磁体磁极,根据在转子上安放永磁体的位置的不同,永磁同步电动机通常被分为表面式转子结构和内置式转子结构。永磁同步电机具有结构简单,体积小、效率高、功率因数高等优点,使其在冶金行业、陶瓷行业、橡胶行业、石油行业、纺织行业、汽车行业等行业中作为中、低压电动机,获得了广泛的应用。
目前,可以通过多种方式对永磁同步电机转子位置和速度进行估算。在通过基于反电动势的模型参考自适应系统(Model Reference Adaptive System,MRAS)对转子位置和速度进行估算的过程中,由于高速大功率永磁同步电机的定子电感较小,使得估算出的反电动势中含有大量的谐波,进而影响转子位置的估算精度,尤其在电机转速较低时,很小的反电动势中叠加大量谐波使得转子位置估算失败。
电流可以分解为基波电流与谐波电流,其中基波频率与电频率相等,谐波频率大于基波频率。一般地,在基于反电动势的MRAS对转子位置和速度进行估算的过程中,通过低通滤波器滤除反电动势中叠加的谐波,从而得到谐波含量较少的三相滤波电流。对于需要滤除电流中谐波电流的滤波器而言,其带宽与电机的电频率相关,也即与电流的基波频率相关。若滤波器的带宽小于基波频率,会削弱基波频率下的电流,导致电流角度滞后;若滤波器的带宽过大,则无法完全滤除谐波。
由于在电机加速或减速的过程中,电机转速会发生改变,根据公式
Figure BDA0003295632420000051
(其中n为电机转速,f为电机的电频率,p为常数)可知,电机转速变化时电机的电频率也相应地变化,也即电流的基波频率发生变化,因此现有技术中为了达到良好的滤波效果,在滤除反电动势中叠加的谐波的过程中需要实时调整滤波器的带宽,控制难度较大。
发明人经过长期研究,提出本申请实施例提供的电机位置估测方法、装置、控制器、电动汽车及飞行汽车,该电机位置的估测方法先获取电机的三相电流;再将三相电流经过第一坐标变换得到对应于两相旋转坐标系的第一电流;然后根据预设带宽对第一电流进行滤波得到第二电流;最后根据第二电流与预设算法对电机位置进行估测。本申请实施例的电机位置的估测方法中,由于两相旋转坐标系下的第一电流是直流信号,其基波频率为零,且滤波器的带宽与信号基波频率相关,因此在对第一电流进行滤波时,第一电流的基波频率始终保持为零,该预设带宽也可以始终保持为一个固定值,进而不需要在滤除反电动势中叠加的谐波的过程中实时调整滤波器的带宽,从而简化滤波过程中的控制难度。
如图1所示,图1为本申请实施例中一种电机矢量控制系统10,用于对电机的转子位置和速度进行估测。本实施例中,电机矢量控制系统10可以为永磁同步电机无位置传感器矢量控制系统。
电机矢量控制系统10包括电源模块11、逆变器模块12、电机13以及控制模块14。其中电源模块11连接于逆变器模块12;逆变器模块12还连接于电机13,本实施例中,电机13可以为永磁同步电机;控制模块14连接于逆变器模块12以及电机13,且用于对电机13的转子位置和速度进行估算。
本实施例中,控制模块14可以采用双闭环矢量控制,具体地,控制模块14包括速度环141、电流环142、脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)单元143以及估测单元144。其中,速度环141连接于电流环142,电流环142连接于PWM单元143,PWM单元143连接于逆变器模块12,估测单元144连接于速度环141、电流环142以及PWM单元143。在该电机矢量控制系统10中,将转子速度作为速度环141的输入信号,并将转子位置作为PWM单元143的输入信号,经过控制模块14中的双闭环矢量控制,估测单元144能够对转子位置以及速度进行估测。
如图2所示,图2示出了本申请实施例提供的一种电机位置估测方法100的流程示意图,用于对电机的转子位置和速度进行估测。本实施例中,电机位置的估测方法100可以包括以下步骤S110~步骤S140。
步骤S110:获取电机的三相电流。
通过电流传感器进行采样,得到电机的三相电流。本实施例中,该电机可以是永磁同步电机。值得说明的是,该三相电流为交流信号,其包括基波电流以及谐波电流,其中基波电流的频率为基波频率,谐波电流的频率为谐波频率。
步骤S120:将三相电流经过第一坐标变换得到对应于两相旋转坐标系的第一电流。
本实施例中,通过第一坐标变换,将三相电流变换为两相旋转坐标系下的第一电流。两相旋转坐标系也即为转子坐标系,转子坐标系下的电流为直流信号。因此该第一电流为直流信号,其基波频率为零。
通常地,根据电机的基本特性,转子速度与电机的电频率符合以下公式:
Figure BDA0003295632420000071
其中,n为电机的转子速度,f为电机的电频率,p为电机旋转磁场的极对数。由式(1)可知,转子速度与电频率相关。而电机的电频率与电机的三相电流的基波频率相等,因此转子速度与三相电流的基波频率相关。
当转子速度变化时,三相电流的基波频率也相应变化。在本实施例中,将三相电流经过第一坐标变换转换为第一电流后,由于第一电流为直流信号,因此,在转子速度变化的过程中,第一电流的基波频率保持为零,不会产生变化。
步骤S130:根据预设带宽对第一电流进行滤波得到第二电流。
本实施例中,将三相电流经过第一坐标变换得到对应于两相旋转坐标系的第一电流之后,根据预设带宽对第一电流进行滤波,滤波之后得到第二电流。其中,该预设带宽为滤波器的带宽。
第一电流同样包括基波电流以及谐波电流,滤波器根据预设带宽滤除第一电流中的谐波电流。由于第一电流的基波频率保持为零,因此在转子速度变化过程中,滤波器的预设带宽可以保持为一固定值,而不需要变化。那么,在滤波过程中,无需对该预设带宽进行实时调整,简化了滤波过程中的控制难度。
此外,由于在滤波过程中第一电流的基波频率保持为零,因此可将滤波器的预设带宽设置成尽可能小,例如将该预设带宽设置为10Hz,频率大于10Hz的谐波电流都将被滤波。相比于现有技术在滤波过程中实时调整带宽导致可能无法准确滤波的情况,本实施例在滤波过程保持滤波带宽不变,并能够将滤波带宽设置的尽可能小,从而能够有效提高滤波精度。
步骤S140:根据第二电流与预设算法对电机位置进行估测。
在将第一电流进行低通滤波得到第二电流之后,可根据预设算法对电机位置进行估测。本实施例中,该预设算法可以是但不限于是模型参考自适应算法。
模型参考自适应算法是指将不含转速的方程作为参考模型,将含有转速的模型作为可调模型,2个模型具有相同物理意义的输出量,利用2个模型输出量的误差构成合适的自适应律实时调节可调模型的参数(转速),以达到控制对象的输出跟踪参考模型的目的。通过模型参考自适应算法能够准确对转子位置的速度进行估测。
本实施例中,根据第二电流与模型参考自适应算法对电机位置进行估测。该第二电流是经过滤波后的滤波电流,因此该第二电流中谐波电流已被精准滤除。相比于现有技术中因滤波电流中可能还夹杂未被完全滤除的谐波而对转子位置和速度的估测产生影响的情况,通过本实施例中的第二电流与模型参考自适应算法能够有效提高转子位置和速度的估测精度。
本申请实施例提供的电机位置的估测方法先获取电机的三相电流;再将三相电流经过第一坐标变换得到对应于两相旋转坐标系的第一电流;然后根据预设带宽对第一电流进行滤波得到第二电流;最后根据第二电流与预设算法对电机位置进行估测。本申请实施例的电机位置的估测方法中,由于两相旋转坐标系下的第一电流是直流信号,其基波频率为零,且滤波器的带宽与信号基波频率相关,因此在对第一电流进行滤波时,第一电流的基波频率始终保持为零,该预设带宽也可以始终保持为一个固定值,进而不需要在滤除反电动势中叠加的谐波的过程中实时调整滤波器的带宽,从而简化滤波过程中的控制难度。
如图3所示,图3示出了本申请实施例提供的另一种电机位置估测方法200的流程示意图,用于对电机的转子位置和速度进行估测。本实施例中,电机位置的估测方法200可以包括以下步骤S210~步骤S250。
步骤S210:获取电机的三相电流。
本实施例中,该步骤S210具体可以参考上述步骤S110,在此不再赘述。
步骤S220:将三相电流经过第一坐标变换得到对应于两相旋转坐标系的第一电流。
本实施例中,将三相电流经过第一坐标变换得到转子坐标系的第一电流,其中两相旋转坐标系为转子坐标系,且第一电流可以分解为直轴电流以及交轴电流。
作为一种实施方式,第一坐标变换可以是Clark变换和Park变换。将采集的三相电流经过Clark变换和Park变换,得到旋转坐标系下的直轴电流和交轴电流。具体地,通过下式(2)将三相电流变换到旋转坐标系下的直轴电流和交轴电流:
Figure BDA0003295632420000091
其中,θest为估测的转子位置的闭环反馈值,ia、ib、ic为电机的三相电流,id为直轴电流,iq为交轴电流。
在电机转速变化的过程中,电机速度和电流的基波频率相关。由于三相电流是交流信号,因此电机转速的变化会影响三相电流的基波频率。例如,当电机加速时,三相电流的基波频率也增大;当电机减速时,三相电流的基波频率也减小。本实施例中,由于旋转坐标系下的电流是直流信号,且直流信号的基波频率为零,因此将三相电流经过Clark变换和Park变换转换为旋转坐标系下的第一电流之后,在电机转速变化过程中,第一电流的基波频率不会被电机转速影响,始终保持为零。
步骤S230:根据预设带宽对第一电流进行滤波得到第二电流。
本实施例中,将三相电流经过第一坐标变换得到对应于两相旋转坐标系的第一电流之后,根据预设带宽对第一电流进行滤波,滤波之后得到第二电流。其中,该预设带宽为滤波器的带宽。具体地,通过下式(3)对第一电流进行滤波:
Figure BDA0003295632420000101
其中,idl、iql为第二电流(idl为滤波后的直轴电流、iql为滤波后的交轴电流),w为预设带宽,s为复数域。
由于在电机转速变化过程中,第一电流的基波频率不会被电机转速影响,始终保持为零,因此在滤波过程中,滤波器的预设带宽可以保持为一固定值,而不需要进行实时调整,从而简化了滤波过程中的控制难度。
此外,由于在滤波过程中第一电流的基波频率保持为零,因此可将滤波器的预设带宽设置成尽可能小,例如将该预设带宽设置为10Hz,频率大于10Hz的谐波电流都将被滤除。相比于现有技术在滤波过程中实时调整带宽导致可能无法准确滤波的情况,本实施例在滤波过程保持滤波带宽不变,并能够将滤波带宽设置的尽可能小,从而能够有效提高滤波精度。
步骤S240:将第二电流经过第二坐标变换得到对应于两相静止坐标系的第三电流。
本实施例中,在将第一电流经过精准滤波得到第二电流后,将旋转坐标系下的第二电流经过第二坐标变换得到静止坐标下的第三电流,其中静止坐标系为定子坐标系。
作为一种实施方式,第二坐标变换可以为Park反变换。将旋转坐标系下滤波后的直流电流和交轴电流经过Park反变换转变为静止坐标下的第三电流,其中第三电流可分解为α轴电流以及β轴电流。具体地,通过下式(4)将第二电流变换为第三电流:
Figure BDA0003295632420000111
其中,iα、iβ为第三电流(iα为α轴电流、iβ为β轴电流)。
步骤S250:将所述第三电流作为所述预设算法的输入值对电机位置进行估测。
本实施例中,该预设算法为模型参考自适应算法。将静止坐标系下的α轴电流以及β轴电流作为模型参考自适应模型的输入量,以对转子位置和速度进行估测。
现有技术在滤波过程中需要实时调整滤波器的带宽,在滤波器的带宽调整过程中,若将滤波器的带宽调整过大,则无法完全滤除谐波电流,导致谐波电流影响转子位置和速度的估测精度;若将滤波器的带宽调整过小,则容易削弱基波电流,导致电流角度滞后,也会影响转子位置和速度的估测精度。而本实施例在滤波过程中无需对滤波器的带宽进行调整,保证谐波电流能够被精准滤除,进而有效提高转子位置和速度的估测精度。
由此可见,本实施例中将电机的三相电流变换到旋转坐标系下进行滤波,使得在滤波过程中无需实时调整滤波带宽,进而有效简化滤波控制难度,并提高滤波的准确度;在将电机的三相电流变换到旋转坐标系下进行滤波之后,再将滤波电流变换到静止坐标系下作为模型参考自适应模型的输入量,进而提高模型参考自适应模型对转子位置和速度估测的精度。
本申请实施例提供的电机位置的估测方法先获取电机的三相电流;再将三相电流经过第一坐标变换得到对应于两相旋转坐标系的第一电流;然后根据预设带宽对第一电流进行滤波得到第二电流;最后根据第二电流与预设算法对电机位置进行估测。本申请实施例的电机位置的估测方法中,由于两相旋转坐标系下的第一电流是直流信号,其基波频率为零,且滤波器的带宽与信号基波频率相关,因此在对第一电流进行滤波时,第一电流的基波频率始终保持为零,该预设带宽也可以始终保持为一个固定值,进而不需要在滤除反电动势中叠加的谐波的过程中实时调整滤波器的带宽,从而简化滤波过程中的控制难度。
如图4所示,图4示出了本申请实施例提供的一种电机位置估测装置300的模块框图。电机位置估测装置300包括获取模块310、转换模块320、滤波模块330以及估测模块340。其中,获取模块310用于获取电机的三相电流;转换模块320用于将三相电流经过第一坐标变换得到对应于旋转坐标系的第一电流;滤波模块330用于根据预设带宽对第一电流进行滤波得到第二电流;估测模块340用于根据第二电流与预设算法对电机位置进行估测。
在一些实施方式中,估测模块340包括反变换单元341以及估测单元342。其中,反变换单元341用于将第二电流经过第二坐标变换得到对应于两相静止坐标系的第三电流;估测单元342用于将第三电流作为预设算法的输入值对电机位置进行估测。
本申请实施例提供的电机位置估测装置先获取电机的三相电流;再将三相电流经过第一坐标变换得到对应于两相旋转坐标系的第一电流;然后根据预设带宽对第一电流进行滤波得到第二电流;最后根据第二电流与预设算法对电机位置进行估测。本申请实施例的电机位置的估测方法中,由于两相旋转坐标系下的第一电流是直流信号,其基波频率为零,且滤波器的带宽与信号基波频率相关,因此在对第一电流进行滤波时,第一电流的基波频率始终保持为零,该预设带宽也可以始终保持为一个固定值,进而不需要在滤除反电动势中叠加的谐波的过程中实时调整滤波器的带宽,从而简化滤波过程中的控制难度。
如图5所示,图5示出了本申请实施例提供的一种控制器400的模块框图。控制器400包括上述的电机位置估测装置300。其中,控制器400可以根据电机位置估测装置300估测得到的电机位置对电机进行精准控制。
本实施例中,控制器400可以是但不限于是电机控制单元(Intergrated PowerUnit,IPU)。
本申请实施例提供的控制器先获取电机的三相电流;再将三相电流经过第一坐标变换得到对应于两相旋转坐标系的第一电流;然后根据预设带宽对第一电流进行滤波得到第二电流;最后根据第二电流与预设算法对电机位置进行估测。本申请实施例的电机位置的估测方法中,由于两相旋转坐标系下的第一电流是直流信号,其基波频率为零,且滤波器的带宽与信号基波频率相关,因此在对第一电流进行滤波时,第一电流的基波频率始终保持为零,该预设带宽也可以始终保持为一个固定值,进而不需要在滤除反电动势中叠加的谐波的过程中实时调整滤波器的带宽,从而简化滤波过程中的控制难度。
如图6所示,图6示出了本申请实施例提供的一种电动汽车500的结构示意图。电动汽车500包括电动汽车车体510以及上述控制器400。电动汽车500利用控制器400实现对安装在电动汽车车体510内的电机进行控制。
本申请实施例提供了的电动汽车先获取电机的三相电流;再将三相电流经过第一坐标变换得到对应于两相旋转坐标系的第一电流;然后根据预设带宽对第一电流进行滤波得到第二电流;最后根据第二电流与预设算法对电机位置进行估测。本申请实施例的电机位置的估测方法中,由于两相旋转坐标系下的第一电流是直流信号,其基波频率为零,且滤波器的带宽与信号基波频率相关,因此在对第一电流进行滤波时,第一电流的基波频率始终保持为零,该预设带宽也可以始终保持为一个固定值,进而不需要在滤除反电动势中叠加的谐波的过程中实时调整滤波器的带宽,从而简化滤波过程中的控制难度。
如图7所示,图7示出了本申请实施例提供的一种飞行汽车600的结构示意图。飞行汽车600包括飞行汽车车体610以及上述控制器400。飞行汽车600利用控制器400实现对安装在飞行汽车车体610内的电机进行控制。
本申请实施例提供了的飞行汽车先获取电机的三相电流;再将三相电流经过第一坐标变换得到对应于两相旋转坐标系的第一电流;然后根据预设带宽对第一电流进行滤波得到第二电流;最后根据第二电流与预设算法对电机位置进行估测。本申请实施例的电机位置的估测方法中,由于两相旋转坐标系下的第一电流是直流信号,其基波频率为零,且滤波器的带宽与信号基波频率相关,因此在对第一电流进行滤波时,第一电流的基波频率始终保持为零,该预设带宽也可以始终保持为一个固定值,进而不需要在滤除反电动势中叠加的谐波的过程中实时调整滤波器的带宽,从而简化滤波过程中的控制难度。
以上,仅是本申请的较佳实施例而已,并非对本申请作任何形式上的限制,虽然本申请已以较佳实施例揭示如上,然而并非用以限定本申请,任何本领域技术人员,在不脱离本申请技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本申请技术方案内容,依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰,均仍属于本申请技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种电机位置估测方法,其特征在于,所述方法包括:
获取电机的三相电流;
将所述三相电流经过第一坐标变换得到对应于两相旋转坐标系的第一电流;
根据预设带宽对所述第一电流进行滤波得到第二电流;以及
根据所述第二电流与预设算法对电机位置进行估测。
2.如权利要求1所述的电机位置估测方法,其特征在于,所述根据所述第二电流与预设算法对电机位置进行估测,包括:
将所述第二电流经过第二坐标变换得到对应于两相静止坐标系的第三电流;以及
将所述第三电流作为所述预设算法的输入值对电机位置进行估测。
3.如权利要求1所述的电机位置估测方法,其特征在于,所述第一电流包括直轴电流以及交轴电流;所述第一电流由下式得到:
Figure FDA0003295632410000011
其中,θest为估测的转子位置的闭环反馈值,ia、ib、ic为所述三相电流,id为所述直轴电流、iq为所述交轴电流。
4.如权利要求1所述的电机位置估测方法,其特征在于,所述第二电流由下式得到:
Figure FDA0003295632410000012
其中,idl、iql为所述第二电流,w为所述预设带宽,s为复数域。
5.如权利要求2所述的电机位置估测方法,其特征在于,所述第三电流由下式得到:
Figure FDA0003295632410000021
其中,iα、iβ为所述第三电流。
6.如权利要求1~5任一项所述的电机位置估测方法,其特征在于,所述预设算法为模型参考自适应算法。
7.一种电机位置估测装置,其特征在于,所述电机位置估测装置包括:
获取模块,用于获取电机的三相电流;
转换模块,用于将所述三相电流经过第一坐标变换得到对应于旋转坐标系的第一电流;
滤波模块,用于根据预设带宽对所述第一电流进行滤波得到第二电流;以及
估测模块,用于根据所述第二电流与预设算法对电机位置进行估测。
8.一种控制器,其特征在于,包括如上述权利要求7所述的电机位置估测装置。
9.一种电动汽车,其特征在于,包括电动汽车本体以及设于所述电动汽车本体内的如上述权利要求8所述的控制器。
10.一种飞行汽车,其特征在于,包括飞行汽车本体以及设于所述飞行汽车本体内的如上述权利要求8所述的控制器。
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Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101237209A (zh) * 2006-12-28 2008-08-06 株式会社日立产机系统 永磁电动机的高响应控制装置
CN101373948A (zh) * 2007-05-29 2009-02-25 株式会社东芝 电动机控制装置、洗衣机及电动机控制方法
CN103149436A (zh) * 2013-02-28 2013-06-12 上海同盛电力有限公司 三相有源配电网的间谐波检测系统
CN104518721A (zh) * 2013-09-29 2015-04-15 广东美的制冷设备有限公司 变频空调的压缩机控制系统及其噪声抑制方法
CN105024615A (zh) * 2015-08-04 2015-11-04 重庆邮电大学 一种永磁同步电机低速无传感器控制方法及装置
CN106788051A (zh) * 2016-11-23 2017-05-31 江苏大学 一种无轴承异步电机转速估计方法
CN106849799A (zh) * 2017-03-20 2017-06-13 江苏大学 一种无轴承异步电机转子磁链观测与转速辨识的方法
CN107431453A (zh) * 2015-02-23 2017-12-01 依必安派特穆尔芬根有限两合公司 无传感器换向方法
CN108390605A (zh) * 2018-03-27 2018-08-10 江苏大学 基于模糊变结构模型参考自适应观测器的永磁同步电机状态估计方法
CN109560728A (zh) * 2018-01-12 2019-04-02 中国石油大学(华东) 一种表贴式永磁同步电机无位置传感器转速估计切换方法
CN109638834A (zh) * 2019-02-14 2019-04-16 广东电网有限责任公司 一种串联lc型滤波器的主动阻抗补偿装置
CN109901392A (zh) * 2019-03-20 2019-06-18 南京理工大学 一种基于dq谐波检测算法的电力弹簧控制方法
CN110391775A (zh) * 2019-06-26 2019-10-29 江苏大学 一种基于无电解电容驱动系统的无位置传感器控制方法
CN110890855A (zh) * 2019-11-11 2020-03-17 武汉理工大学 一种电动汽车永磁同步电机的参数辨识方法
CN112511059A (zh) * 2020-08-09 2021-03-16 昆明理工大学 一种永磁同步电机高精度位置估算方法
CN113241986A (zh) * 2021-05-11 2021-08-10 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 一种电机的控制方法、控制系统和存储介质

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101237209A (zh) * 2006-12-28 2008-08-06 株式会社日立产机系统 永磁电动机的高响应控制装置
CN101373948A (zh) * 2007-05-29 2009-02-25 株式会社东芝 电动机控制装置、洗衣机及电动机控制方法
CN103149436A (zh) * 2013-02-28 2013-06-12 上海同盛电力有限公司 三相有源配电网的间谐波检测系统
CN104518721A (zh) * 2013-09-29 2015-04-15 广东美的制冷设备有限公司 变频空调的压缩机控制系统及其噪声抑制方法
CN107431453A (zh) * 2015-02-23 2017-12-01 依必安派特穆尔芬根有限两合公司 无传感器换向方法
CN105024615A (zh) * 2015-08-04 2015-11-04 重庆邮电大学 一种永磁同步电机低速无传感器控制方法及装置
CN106788051A (zh) * 2016-11-23 2017-05-31 江苏大学 一种无轴承异步电机转速估计方法
CN106849799A (zh) * 2017-03-20 2017-06-13 江苏大学 一种无轴承异步电机转子磁链观测与转速辨识的方法
CN109560728A (zh) * 2018-01-12 2019-04-02 中国石油大学(华东) 一种表贴式永磁同步电机无位置传感器转速估计切换方法
CN108390605A (zh) * 2018-03-27 2018-08-10 江苏大学 基于模糊变结构模型参考自适应观测器的永磁同步电机状态估计方法
CN109638834A (zh) * 2019-02-14 2019-04-16 广东电网有限责任公司 一种串联lc型滤波器的主动阻抗补偿装置
CN109901392A (zh) * 2019-03-20 2019-06-18 南京理工大学 一种基于dq谐波检测算法的电力弹簧控制方法
CN110391775A (zh) * 2019-06-26 2019-10-29 江苏大学 一种基于无电解电容驱动系统的无位置传感器控制方法
CN110890855A (zh) * 2019-11-11 2020-03-17 武汉理工大学 一种电动汽车永磁同步电机的参数辨识方法
CN112511059A (zh) * 2020-08-09 2021-03-16 昆明理工大学 一种永磁同步电机高精度位置估算方法
CN113241986A (zh) * 2021-05-11 2021-08-10 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 一种电机的控制方法、控制系统和存储介质

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李健: "基于FPGA的运动控制系统设计" *

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