CN114665781B - 一种直线电机初始位置辨识方法及控制系统 - Google Patents
一种直线电机初始位置辨识方法及控制系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114665781B CN114665781B CN202210444883.XA CN202210444883A CN114665781B CN 114665781 B CN114665781 B CN 114665781B CN 202210444883 A CN202210444883 A CN 202210444883A CN 114665781 B CN114665781 B CN 114665781B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- angle
- permanent magnet
- feedback
- linear motor
- magnet rotor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 abstract description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/24—Vector control not involving the use of rotor position or rotor speed sensors
- H02P21/32—Determining the initial rotor position
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
- H02P21/18—Estimation of position or speed
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
本发明公开了一种直线电机初始位置辨识方法及控制系统，通过电流输出单元持续向直线电机的直轴输入电流Id，转向确定单元控制永磁动子正向或反向旋转，通过此刻载波周期记录的位置信息与上一刻载波周期记录的位置信息做差，角度记录单元并通过反馈编码器的分辨率计算得出此时的反馈角度，进而判断永磁动子是否存在翻转和堵转，最后通过初始角计算单元根据记录角度和转向确定，计算最终辨识的初始位置角度。本发明解决了直线电机两端卡点无法准确辨识的问题。能够准确得出直线电机的初始位置角，得出的永磁动子初始位置准确程度高，提高了直线电机起动、运行性能以及完成直线电机的高性能控制策略。
Description
技术领域
本发明涉及电机控制技术领域，具体涉及一种直线电机初始位置辨识方法及控制系统。
背景技术
对于无初始位置信息的编码器，我们无法获取初始转子位置角。我们需要通过算法实现初始位置角估算，转子初始位置估算的准确程度，直接决定了电机能否起动、电机运行性能好坏以及高性能控制策略能否实现。因此，能否对转子初始位置进行准确估计是直线高性能控制策略实现的前提条件。现有很多初始位置估算方法，都是基于旋转永磁电机研究，对于直线电机来说太过复杂，依赖电机参数，甚至不适用于直线电机。
发明内容
为此，本发明提供一种直线电机初始位置辨识方法及控制系统，阐述的方法，简单清晰，易于实现，初始位置角估算准确，解决了直线电机两端卡点处无法辨识位置信息的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种直线电机初始位置辨识方法，该方法包括以下步骤：
步骤S1，通过向直线电机的直轴输入电流Id，将永磁动子吸到与直轴重合的位置，得出此时的反馈角度θ，执行步骤S2；
步骤S2，持续向直线电机的直轴输入电流Id，永磁动子正向旋转一个周期的电角度，在永磁动子正向旋转的过程中，通过反馈编码器，实时记录永磁动子的位置反馈信息Pos，得出此时的反馈角度△θ1，执行步骤S3；
步骤S3，根据步骤S2中记录的位置反馈信息Pos，判断永磁动子在整个电角度周期内是否存在反转；
若△θ1＜0，则判断永磁动子发生反转，说明S1记录的反馈角度θ不准确，则执行步骤S5；
若△θ1≥0，则判断永磁动子未发生反转，则执行步骤S4；
步骤S4，持续向直线电机的直轴输入电流Id，永磁动子正向旋转一个周期的电角度，在永磁动子正向旋转的过程中，通过反馈编码器，实时记录永磁动子的位置反馈信息Pos，得出此时的反馈角度△θ2；
若△θ2＜0，存在堵转，则执行步骤S7；
若△θ2≥0，不存在堵转，则执行步骤S9；
步骤S5，持续向直线电机的直轴输入电流Id，永磁动子反向旋转一个周期的电角度，记录反馈角度θ1＝2π+△θ1，执行步骤S6；
步骤S6，初始位置角度α＝2π-θ1；
步骤S7，持续向直线电机的直轴输入电流Id，永磁动子反向旋转一个周期的电角度，记录反馈角度θ2＝2π+△θ2，执行步骤S8；
步骤S8，初始位置角度α＝2π-θ2；
步骤S9，初始位置角度α＝θ；
步骤S10，将辨识的初始位置角α，叠加到控制电角度中，即可执行电机运行控制。
优选的，在步骤S1中，通过反馈编码器，实时记录永磁动子的位置反馈信息Pos，并通过反馈编码器的分辨率计算得出此时的反馈角度θ。
优选的，在步骤S2中，通过此刻载波周期记录的位置信息与上一刻载波周期记录的位置信息做差△L1，并通过反馈编码器的分辨率计算得出此时的反馈角度△θ1。
优选的，在步骤S4中，通过此刻载波周期记录的位置信息与上一刻载波周期记录的位置信息做差△L2，并通过反馈编码器的分辨率计算得出此时的反馈角度△θ2。
优选的，所述直轴为矢量算法中的直轴。
优选的，一种直线电机初始位置辨识控制系统，所述系统包括电流输出单元、转向确定单元、角度记录单元和初始角计算单元，所述电流输出单元与所述转向确定单元连接，转向确定单元与所述角度记录单元连接，角度记录单元与所述初始角计算单元相连。
优选的，电流输出单元，所述电流输出单元用于为直线电机输入出直轴电流，吸引永磁动子转动；
优选的，转向确定单元，所述转向确定单元用于判断永磁动子转动方向，是否存在堵转或者反转；
优选的，角度记录单元，所述角度记录单元用于在辨识过程中，记录所需的转动角度；
优选的，初始角计算单元，所述初始角计算单元用于根据记录角度和转向确定，计算最终辨识的初始位置角度。
本发明的有益效果是：
本发明针对没有绝对位置反馈的直线电机，无法进行正常起动控制的问题，提供一种直线电机初始位置辨识的方法及控制系统，该方法简单易于操作，便于实现，解决了直线电机两端卡点无法准确辨识的问题。能够准确得出直线电机的初始位置角，得出的永磁动子初始位置准确程度高，提高了直线电机起动、运行性能以及完成直线电机的高性能控制策略。
附图说明
图1为本发明提供的直线电机初始位置辨识方法流程图；
图2为本发明提供的直线电机初始位置辨识控制系统的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释发明，并不用于限定本发明。
参照附图1-2，本发明提供的一种直线电机初始位置辨识方法，该方法包括以下步骤：
步骤S1，电流输出单元通过向直线电机的直轴输入电流Id，将永磁动子吸到与直轴重合的位置，通过反馈编码器，实时记录永磁动子的位置反馈信息Pos，并通过反馈编码器的分辨率计算得出此时的反馈角度θ，角度记录单元记录此时的反馈角度θ，执行步骤S2；
步骤S2，电流输出单元持续向直线电机的直轴输入电流Id，转向确定单元控制永磁动子正向旋转，永磁动子正向旋转一个周期的电角度，在永磁动子正向旋转的过程中，通过反馈编码器，实时记录永磁动子的位置反馈信息Pos，通过此刻载波周期记录的位置信息与上一刻载波周期记录的位置信息做差△L1，并通过反馈编码器的分辨率计算得出此时的反馈角度△θ1，角度记录单元记录此时的反馈角度△θ1，执行步骤S3；
步骤S3，根据步骤S2中记录的位置反馈信息Pos，判断永磁动子在整个电角度周期内是否存在反转；
若△θ1＜0，则判断永磁动子发生反转，说明S1记录的反馈角度θ不准确，则执行步骤S5；
若△θ1≥0，则判断永磁动子未发生反转，则执行步骤S4；
步骤S4，电流输出单元持续向直线电机的直轴输入电流Id，转向确定单元控制永磁动子正向旋转，永磁动子正向旋转一个周期的电角度，在永磁动子正向旋转的过程中，通过反馈编码器，实时记录永磁动子的位置反馈信息Pos，通过此刻载波周期记录的位置信息与上一刻载波周期记录的位置信息做差△L2，并通过反馈编码器的分辨率计算得出此时的反馈角度△θ2，角度记录单元记录此时的反馈角度△θ2，；
若△θ2＜0，存在堵转，则执行步骤S7；
若△θ2≥0，不存在堵转，则执行步骤S9；
步骤S5，电流输出单元持续向直线电机的直轴输入电流Id，转向确定单元控制永磁动子反向旋转，永磁动子反向旋转一个周期的电角度，角度记录单元记录反馈角度θ1＝2π+△θ1，执行步骤S6；
步骤S6，初始角计算单元计算初始位置角度α＝2π-θ1；
步骤S7，电流输出单元持续向直线电机的直轴输入电流Id，转向确定单元控制永磁动子反向旋转，永磁动子反向旋转一个周期的电角度，角度记录单元记录反馈角度θ2＝2π+△θ2，执行步骤S8；
步骤S8，初始角计算单元计算初始位置角度α＝2π-θ2；
步骤S9，初始角计算单元计算初始位置角度α＝θ；
步骤S10，初始角计算单元将辨识的初始位置角α，叠加到控制电角度中，即可执行电机运行控制。
需要说明的是，所述直轴为矢量算法中的直轴。
进一步地说，一种直线电机初始位置辨识控制系统，所述系统包括电流输出单元、转向确定单元、角度记录单元和初始角计算单元，所述电流输出单元与所述转向确定单元连接，转向确定单元与所述角度记录单元连接，角度记录单元与所述初始角计算单元相连。
进一步地说，电流输出单元，所述电流输出单元用于为直线电机输入出直轴电流，吸引永磁动子转动；
进一步地说，转向确定单元，所述转向确定单元用于判断永磁动子转动方向，是否存在堵转或者反转；
进一步地说，角度记录单元，所述角度记录单元用于在辨识过程中，记录所需的转动角度；
进一步地说，初始角计算单元，所述初始角计算单元用于根据记录角度和转向确定，计算最终辨识的初始位置角度。
本发明实施例提供了一种直线电机初始位置辨识方法及控制系统，通过电流输出单元持续向直线电机的直轴输入电流Id，转向确定单元控制永磁动子正向或反向旋转，永磁动子正向或反向旋转一个周期的电角度，在永磁动子正向或反向旋转的过程中，通过反馈编码器，实时记录永磁动子的位置反馈信息Pos，通过此刻载波周期记录的位置信息与上一刻载波周期记录的位置信息做差，角度记录单元并通过反馈编码器的分辨率计算得出此时的反馈角度，进而判断永磁动子是否存在翻转和堵转，最后通过初始角计算单元根据记录角度和转向确定，计算最终辨识的初始位置角度。本发明方法简单易于操作，便于实现，解决了直线电机两端卡点无法准确辨识的问题。能够准确得出直线电机的初始位置角，得出的永磁动子初始位置准确程度高，提高了直线电机起动、运行性能以及完成直线电机的高性能控制策略。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本发明加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。
Claims (5)
1.一种直线电机初始位置辨识方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤S1，通过向直线电机的直轴输入电流Id，将永磁动子吸到与直轴重合的位置，得出此时的反馈角度θ，执行步骤S2；
步骤S2，持续向直线电机的直轴输入电流Id，永磁动子正向旋转一个周期的电角度，在永磁动子正向旋转的过程中，通过反馈编码器，实时记录永磁动子的位置反馈信息Pos，得出此时的反馈角度△θ1，执行步骤S3；
步骤S3，根据步骤S2中记录的位置反馈信息Pos，判断永磁动子在整个电角度周期内是否存在反转；
若△θ1＜0，则判断永磁动子发生反转，说明S1记录的反馈角度θ不准确，则执行步骤S5；
若△θ1≥0，则判断永磁动子未发生反转，则执行步骤S4；
步骤S4，持续向直线电机的直轴输入电流Id，永磁动子正向旋转一个周期的电角度，在永磁动子正向旋转的过程中，通过反馈编码器，实时记录永磁动子的位置反馈信息Pos，得出此时的反馈角度△θ2；
若△θ2＜0，存在堵转，则执行步骤S7；
若△θ2≥0，不存在堵转，则执行步骤S9；
步骤S5，持续向直线电机的直轴输入电流Id，永磁动子反向旋转一个周期的电角度，记录反馈角度θ1=2π+△θ1，执行步骤S6；
步骤S6，初始位置角度α=2π-θ1；
步骤S7，持续向直线电机的直轴输入电流Id，永磁动子反向旋转一个周期的电角度，记录反馈角度θ2=2π+△θ2，执行步骤S8；
步骤S8，初始位置角度α=2π-θ2；
步骤S9，初始位置角度α=θ；
步骤S10，将辨识的初始位置角α，叠加到控制电角度中，即可执行电机运行控制；
实现一种直线电机初始位置辨识方法的控制系统包括电流输出单元、转向确定单元、角度记录单元和初始角计算单元，所述电流输出单元与所述转向确定单元连接，转向确定单元与所述角度记录单元连接，角度记录单元与所述初始角计算单元相连；
电流输出单元，所述电流输出单元用于为直线电机输入出直轴电流，吸引永磁动子转动；
转向确定单元，所述转向确定单元用于判断永磁动子转动方向，是否存在堵转或者反转；
角度记录单元，所述角度记录单元用于在辨识过程中，记录所需的转动角度；
初始角计算单元，所述初始角计算单元用于根据记录角度和转向确定，计算最终辨识的初始位置角度。
2.根据权利要求1所述的一种直线电机初始位置辨识方法，其特征在于，在步骤S1中，通过反馈编码器，实时记录永磁动子的位置反馈信息Pos，并通过反馈编码器的分辨率计算得出此时的反馈角度θ。
3.根据权利要求1所述的一种直线电机初始位置辨识方法，其特征在于，在步骤S2中，通过此刻载波周期记录的位置信息与上一刻载波周期记录的位置信息做差△L1，并通过反馈编码器的分辨率计算得出此时的反馈角度△θ1。
4.根据权利要求1所述的一种直线电机初始位置辨识方法，其特征在于，在步骤S4中，通过此刻载波周期记录的位置信息与上一刻载波周期记录的位置信息做差△L2，并通过反馈编码器的分辨率计算得出此时的反馈角度△θ2。
5.根据权利要求1所述的一种直线电机初始位置辨识方法，其特征在于，所述直轴为矢量算法中的直轴。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210444883.XA CN114665781B (zh) | 2022-04-26 | 2022-04-26 | 一种直线电机初始位置辨识方法及控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210444883.XA CN114665781B (zh) | 2022-04-26 | 2022-04-26 | 一种直线电机初始位置辨识方法及控制系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114665781A CN114665781A (zh) | 2022-06-24 |
| CN114665781B true CN114665781B (zh) | 2023-11-10 |
Family
ID=82037834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210444883.XA Active CN114665781B (zh) | 2022-04-26 | 2022-04-26 | 一种直线电机初始位置辨识方法及控制系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114665781B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004112938A (ja) * | 2002-09-19 | 2004-04-08 | Aisin Aw Co Ltd | 電動機械制御装置、電動機械制御方法及びそのプログラム |
| CN104579084A (zh) * | 2014-12-17 | 2015-04-29 | 中冶南方（武汉）自动化有限公司 | 一种旋变初始角的辨识方法 |
| CN106100487A (zh) * | 2016-07-08 | 2016-11-09 | 徐辉 | 一种直线电机的初始相位角检测方法 |
| CN108448992A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-08-24 | 北京机械设备研究所 | 一种永磁直线电机动子初始位置估算方法及系统 |
| CN110460283A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-15 | 苏州汇川技术有限公司 | 电机磁极位置辨识方法、系统、设备及存储介质 |
| CN114123871A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-03-01 | 广东美的智能科技有限公司 | 伺服系统及其初始角辨识方法、装置、电机控制器及介质 |
-
2022
- 2022-04-26 CN CN202210444883.XA patent/CN114665781B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004112938A (ja) * | 2002-09-19 | 2004-04-08 | Aisin Aw Co Ltd | 電動機械制御装置、電動機械制御方法及びそのプログラム |
| CN104579084A (zh) * | 2014-12-17 | 2015-04-29 | 中冶南方（武汉）自动化有限公司 | 一种旋变初始角的辨识方法 |
| CN106100487A (zh) * | 2016-07-08 | 2016-11-09 | 徐辉 | 一种直线电机的初始相位角检测方法 |
| CN108448992A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-08-24 | 北京机械设备研究所 | 一种永磁直线电机动子初始位置估算方法及系统 |
| CN110460283A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-15 | 苏州汇川技术有限公司 | 电机磁极位置辨识方法、系统、设备及存储介质 |
| CN114123871A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-03-01 | 广东美的智能科技有限公司 | 伺服系统及其初始角辨识方法、装置、电机控制器及介质 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Position Sensorless Control of Surface-Mounted PMLSM with a Novel Starting Method;Hucai Lu et al.;《2006 IEEE International Conference on Information Acquisition》;第1174-1178页 * |
| 永磁同步直线电机低速域无位置传感器控制;杨春雨 等;《微特电机》;第46卷(第9期);第59-62, 67页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114665781A (zh) | 2022-06-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103607155B (zh) | 基于旋转电流矢量的永磁同步电机无位置传感器控制方法 | |
| Ichikawa et al. | Sensorless control of permanent-magnet synchronous motors using online parameter identification based on system identification theory | |
| JP4466600B2 (ja) | 電動駆動制御装置及び電動駆動制御方法 | |
| US8174220B2 (en) | Apparatus for controlling permanent-magnet rotary electric machine | |
| US6984957B2 (en) | Apparatus for controlling permanent-magnet rotary machine | |
| US7486043B2 (en) | Controller for motor | |
| US6515446B1 (en) | Motor control apparatus and control method | |
| CN104221274A (zh) | 三相同步电动机驱动装置 | |
| JP4239538B2 (ja) | 電動機械制御装置、電動機械制御方法及びプログラム | |
| CN109639202B (zh) | 一种永磁同步电机转子磁极极性判断方法 | |
| CN103973184A (zh) | 真空泵用电机驱动装置及真空泵 | |
| Dianov et al. | Adaptive maximum torque per ampere control for IPMSM drives with load varying over mechanical revolution | |
| CN112187128A (zh) | 一种基于霍尔位置传感器无刷直流电机汽车风扇控制方法 | |
| JP3886991B2 (ja) | モータ制御装置 | |
| CN114665781B (zh) | 一种直线电机初始位置辨识方法及控制系统 | |
| Kim et al. | A study on accurate initial rotor position offset detection for a permanent magnet synchronous motor under a no-load condition | |
| JP3598909B2 (ja) | 同期モータ制御装置及び電気車制御装置並びに同期モータ制御方法 | |
| JP2002320397A (ja) | モータ回転子の位置推定装置、位置推定方法およびプログラム | |
| JP5131051B2 (ja) | 回転機の制御装置、及び回転機の制御システム | |
| JP2004112941A (ja) | 電動機械制御装置、電動機械制御方法及びそのプログラム | |
| JP4438255B2 (ja) | モータ制御装置、モータ制御方法及びプログラム | |
| JPH11262286A (ja) | 永久磁石同期電動機の制御装置 | |
| Lee et al. | A Study on Sensorless Regenerative Control of Air Compressor for Hydrogen Fuel Cell Vehicle | |
| JP2009107528A (ja) | ハイブリット自動車 | |
| JP7267457B2 (ja) | 電力変換装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |