电机速度的估算方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

技术编号:38162691 阅读:23 留言:0更新日期:2023-07-13 09:36
本申请提供一种电机速度的估算方法、装置、电子设备以及存储介质,方法包括获取电机的状态方程以及初始扩张状态观测器的状态方程;获取电机的位置状态变量和加速度状态变量;将所述位置状态变量以及所述加速度状态变量输入至目标扩张状态观测器的状态方程,得到所述电机的速度估算结果;其中,所述目标扩张状态观测器的状态方程是基于所述电机的状态方程以及初始扩张状态观测器的状态方程得到,且所述目标扩张状态观测器的状态方程为三阶线性扩张状态观测器的状态方程。本申请提出的方法能够同时基于位置状态变量以及速度状态变量对电机的速度进行估算,提高了电机速度的估算精度以及改善了速度计算过程中的相位延迟。迟。迟。

【技术实现步骤摘要】
电机速度的估算方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本申请涉及电机控制
,尤其涉及一种电机速度的估算方法、电机速度的估算装置、电子设备及计算机存储介质。

技术介绍

[0002]在电机控制场景中,通常需要获取电机速度,进而能够基于电机速度实现速度的控制。
[0003]现有技术中电机速度的获取方式通常为基于精度较低的位置传感器进行位置信息反馈,然后通过位置信息的变化量和时间计算电机速度。然而,低速时位置传感器观测误差较大,导致位置信息反馈精度低,获得的电机速度误差较大。此外,电机速度的计算中微分时间太小,量化误差较大,而延长微分时间累积脉冲、低通等又会带来相位延迟。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种电机速度的估算方法、电机速度的估算装置、电子设备及计算机存储介质,能够同时基于位置状态变量以及速度状态变量对电机的速度进行估算,提高了电机速度的估算精度以及改善了速度计算过程中的相位延迟。
[0005]第一方面,本申请提供了一种电机速度的估算方法,所述方法包括:
[0006]获取电机的位置状态变量和加速度状态变量;
[0007]将所述位置状态变量以及所述加速度状态变量输入至目标扩张状态观测器的状态方程,得到所述电机的速度估算结果;
[0008]其中,所述目标扩张状态观测器的状态方程是基于所述电机的状态方程以及初始扩张状态观测器的状态方程得到,且所述目标扩张状态观测器的状态方程为三阶线性扩张状态观测器的状态方程。
[0009]第二方面,本申请还提供了一种电机速度的估算装置,所述电机速度的估算装置包括:
[0010]获取模块,所述获取模块用于电机的位置状态变量和加速度状态变量;
[0011]估算模块,所述电机速度的估算模块将所述位置状态变量以及所述加速度状态变量输入至目标扩张状态观测器的状态方程,得到所述电机的速度估算结果,其中,所述目标扩张状态观测器的状态方程是基于所述电机的状态方程以及初始扩张状态观测器的状态方程得到,且所述目标扩张状态观测器的状态方程为三阶线性扩张状态观测器的状态方程。
[0012]第三方面,本申请还提供了一种电子设备,所述电子设备包括:
[0013]存储器和处理器;
[0014]其中,所述存储器与所述处理器连接,用于存储程序;
[0015]所述处理器用于通过运行所述存储器中存储的程序,实现如本申请实施例任一项所述的电机速度的估算方法的步骤。
[0016]第四方面,本申请还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时使所述处理器实现如本申请实施例中任一项所述的电机速度的估算方法的步骤。
[0017]本申请公开的电机速度的估算方法、电机速度的估算装置、电子设备以及计算机存储介质,能够将获取到的电机的位置状态变量以及加速度变量输入至目标扩张状态观测器的状态方程,从而能够输出电机的速度状态变量,也即电机的速度估算结果。其中,目标扩张状态观测器的状态方程是基于电机的状态方程以及初始扩张状态观测器的状态方程得到,且目标扩张状态观测器的状态方程为三阶线性扩张状态观测器的状态方程。由于是将位置状态变量以及速度状态变量输入目标扩张状态观测器的状态方程得到的电机速度的估算结果,因此相较于仅仅基于位置状态变量得到的电机速度的估算结果,本申请公开的电机速度的估算方法能够提高电机速度的估算精度以及改善速度计算过程中的相位延迟。
[0018]应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请实施例技术方案,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,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,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。
[0020]图1是本申请的实施例提供的一种电机速度的估算方法的步骤示意图;
[0021]图2是本申请的实施例提供的一种得到目标扩张状态观测器的状态方程的步骤示意图;
[0022]图3是本申请的实施例提供的一种电机控制模型的示意图;
[0023]图4是本申请的实施例提供的一种目标扩张状态观测器模型的示意图;
[0024]图5是本申请的实施例提供的一种速度状态变量及其扰动的波形图;
[0025]图6是本申请的实施例提供的一种速度状态变量及
技术介绍
对应的速度状态变量的波形对比图;
[0026]图7是本申请的实施例提供的电机速度的估算装置的结构示意图;
[0027]图8是本申请实施例提供的一种电子设备的示意图。
[0028]应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。
具体实施方式
[0029]下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
[0030]附图中所示的流程图仅是示例说明,不是必须包括所有的内容和操作/步骤,也不是必须按所描述的顺序执行。例如,有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并,因此实际
执行的顺序有可能根据实际情况改变。
[0031]应当理解,在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0032]应当理解,为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案,在本申请的实施例中,采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如,第一识别模型和第二识别模型仅仅是为了区分不同的回调函数,并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定,并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
[0033]还应当进理解,在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
[0034]为便于理解本申请实施例,下面对本申请实施例中涉及到的
技术介绍
作简单说明。
[0035]在电机控制场景中,需要利用对电流状态变量、速度状态变量以及位置状态变量进行估算,从而能对电机的电流、速度以及位置进行控制。考虑到控制精度和成本,通常基于位置传感器同时完成电流状态变量、速度状态变量以及位置状态变量的估算。
[0036]目前基于位置传感器检测的控制器接口主要有DSP(digital singnal processor,数字信号处理器)内核的ECap模块和ARM(Advanced RIS本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电机速度的估算方法,其特征在于,包括:获取电机的位置状态变量和加速度状态变量;将所述位置状态变量以及所述加速度状态变量输入至目标扩张状态观测器的状态方程,得到所述电机的速度估算结果;其中,所述目标扩张状态观测器的状态方程是基于所述电机的状态方程以及初始扩张状态观测器的状态方程得到,且所述目标扩张状态观测器的状态方程为三阶线性扩张状态观测器的状态方程。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取加速度状态变量,包括:利用电流传感器采样所述电机的电流,以得到所述电机的电流值;基于所述电机的电流值,确定所述加速度状态变量。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述目标扩张状态观测器的状态方程是基于所述电机的状态方程以及初始扩张状态观测器的状态方程得到,包括:将所述电机的状态方程引入扩张状态,得到电机的扩张状态方程;基于所述电机的扩张状态方程,选取三阶的所述初始扩张状态观测器的状态方程,得到所述目标扩张状态观测器的状态方程。4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述电机的扩张状态方程,包括:4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述电机的扩张状态方程,包括:......y=x1其中,所述为集中扰动,所述y为控制输出;所述d(t)为外部扰动,所述t为时间,所述为所述电机的各阶目标状态;所述x1...x
n+1
为所述电机的各阶初始状态,所述b为作用系数,所述u为控制输入。5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述目标扩张状态观测器的状态方程包括:e=z1‑
x
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y=x1其中,所述e为所述电机的位置状态误差;所述x1为所述电机的位置状态;所述β1,β2,β3分别为所述目标扩张状态观测器的位置增益、速度增益以及加速度增益;所述u为控制输入;所述y为位置实时输出;所述b为作用系数;所述z1,z2,z3分别为所...

【专利技术属性】
技术研发人员:龚文杰左亮平
申请(专利权)人:国民技术股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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