【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电机控制领域，特别涉及一种伺服电机角度偏置在线标定方法。
技术介绍
1、在永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor，pmsm)矢量控制中，转子位置检测是必不可少的环节。目前采用位置传感器的转子位置检测方式主要有三种，分别为旋转变压器法、绝对式光电编码器法以及增量式光电编码器法。对于旋转变压器法，为获得永磁同步电机转子位置信息需对其输出信号进行解调，但这一过程较为复杂。对于绝对式光电编码器法，其输出为与转子位置一一对应的多位二进制代码，为提升检测精度需增加其位数，这将导致电机抗干扰能力变差。且上述两种位置传感器成本相对较高，若提高其检测精度，成本将大幅增加。而增量式光电编码器法具有应用广泛、结构简单、成本较低等优点，其缺点则是无法获得绝对转子位置信息以及需对编码器零位标志z信号角度偏置进行标定。
2、通过复合使用霍尔位置传感器与增量式光电编码器，可解决仅使用增量式光电编码器时无法获得绝对转子位置的问题，其方法是先利用霍尔位置传感器检测出转子位置电角度所在区间，再利用增量式光电编码器进行精准定位，但编码器z信号角度偏置需要标定的问题仍然存在。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供一种高效、精确、安全可靠的伺服电机角度偏置在线标定方法。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案是：一种伺服电机角度偏置在线标定方法，其特征在于，包括以下步骤：
3、1)系统上电，读取霍尔u、v、w信号电平
4、2)检测霍尔u、v、w信号边沿与编码器z信号脉冲；
5、3)在线计算编码器z信号角度偏置；
6、4)电机连续运行。
7、上述伺服电机角度偏置在线标定方法，所述步骤1)中，默认霍尔u、v、w信号与电机反电动势过零点已对齐，且编码器安装方向与电机旋转正方向相同，即，仅需对编码器z信号角度偏置进行标定。
8、上述伺服电机角度偏置在线标定方法，所述步骤2)具体过程为：通过外部中断检测霍尔u、v、w信号边沿和编码器z信号脉冲，读取霍尔边沿到达时对应的霍尔电角度，记为θh，以及此时的编码器a、b位置信号脉冲计数值，记为m1，读取z信号脉冲到达时编码器a、b位置信号的脉冲计数值，记为m2，然后把计数值清零。
9、根据系统上电后霍尔边沿与编码器z信号脉冲到达的先后次序，步骤2)可分成两种情形。若编码器z信号脉冲先于霍尔边沿到达，记为情形一；若编码器z信号脉冲后于霍尔边沿到达，记为情形二。
10、上述伺服电机角度偏置在线标定方法，所述步骤3)具体过程为：若为情形一，编码器a、b信号的脉冲计数值在z信号脉冲到达时已清零，仅需m1即可计算出编码器z信号脉冲与所检测到的霍尔u、v、w信号边沿之间的电角度差，并记为θr；计算公式为：
11、
12、若为情形二，根据m1与m2可计算出所检测到的霍尔u、v、w信号边沿与编码器z信号脉冲之间的电角度差，并记为θ′r；计算公式为：
13、
14、且此时有：
15、θr＝-θ′r
16、其中n表示编码器线数；4n表示编码器采用四倍频，以提高检测精度；p表示电机极对数。
17、将编码器z信号角度偏置，即编码器z信号脉冲与编码器初始位置之间的电角度差，并记为θz；计算公式为：
18、θz＝θh-θr
19、上述伺服电机角度偏置在线标定方法，所述步骤4)为：利用计算出的编码器z信号角度偏置，实现电机的连续运行。
20、本专利技术的有益效果在于：
21、1、本专利技术可实现自动标定编码器z信号，对电机制造商而言，可省去标定编码器零位这一繁琐步骤；对电机使用者而言，同一型号电机仅需对电机参数、霍尔信号等进行单次标定，即可将标定结果应用于该型号全部电机，节省了人力成本，提高了电机制造与使用适配的工作效率。
22、2、本专利技术可实现编码器z信号在线标定，电机可直接带负载启动。无需电机低速开环旋转标定编码器z信号的离线过程，避免了因操作错误导致的标定失败，进一步提高工作效率。
23、3、本专利技术通过复合使用霍尔位置传感器与增量式光电编码器，无需复杂的解调转子位置信息的过程，且避免了为提高精度所产生的抗干扰能力变差问题。不仅降低了电机系统控制的成本，还增强了电机系统控制的可操作性与抗干扰能力。
24、4、本专利技术通过利用霍尔位置传感器u、v、w信号边沿对应电角度确定的特点，将电角度误差从±30°缩小为±1°，极大程度上提高了编码器z信号角度偏置的校正精度。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种伺服电机角度偏置在线标定方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的伺服电机角度偏置在线标定方法，其特征在于，所述步骤1)中，默认霍尔U、V、W信号与电机反电动势过零点已对齐，且编码器安装方向与电机旋转正方向相同，即，仅需对编码器Z信号角度偏置进行标定。
3.根据权利要求1所述的伺服电机角度偏置在线标定方法，其特征在于，所述步骤2)具体过程为：通过外部中断检测霍尔U、V、W信号边沿和编码器Z信号脉冲，读取霍尔边沿到达时对应的霍尔电角度，记为θH，以及此时的编码器A、B位置信号脉冲计数值，记为M1，读取Z信号脉冲到达时编码器A、B位置信号的脉冲计数值，记为M2，然后把计数值清零。
4.根据权利要求1所述的伺服电机角度偏置在线标定方法，其特征在于，所述步骤3)具体过程为：若为情形一，编码器A、B信号的脉冲计数值在Z信号脉冲到达时已清零，仅需M1即可计算出编码器Z信号脉冲与所检测到的霍尔U、V、W信号边沿之间的电角度差，并记为θr；计算公式为：
5.根据权利要求1所述的伺服电机角度偏置在线标定方法，其特征在于，所述步
...【技术特征摘要】
1.一种伺服电机角度偏置在线标定方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的伺服电机角度偏置在线标定方法，其特征在于，所述步骤1)中，默认霍尔u、v、w信号与电机反电动势过零点已对齐，且编码器安装方向与电机旋转正方向相同，即，仅需对编码器z信号角度偏置进行标定。
3.根据权利要求1所述的伺服电机角度偏置在线标定方法，其特征在于，所述步骤2)具体过程为：通过外部中断检测霍尔u、v、w信号边沿和编码器z信号脉冲，读取霍尔边沿到达时对应的霍尔电角度，记为θh，以及此时的编码器a、b位置信号脉冲...
【专利技术属性】
技术研发人员：李福，赵怡妮，蒋云泽，陈双琛，胡滨，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。