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基于全周期电感法的开关磁阻电机无位置传感器控制技术

2019-08-08 21:21:22      点击:
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n次多项式拟合模型表达式为

图5和图6分别给出了从1阶→5阶多项式函数和傅里叶级数拟合的结果曲线。由图可以得出如下四个结论:

(1)从1~5阶,随着拟合函数阶数的增加,拟合误差逐渐降低。

(2)采用傅里叶级数拟合的整体效果略优于多项式函数拟合。

(3)在电感的底部区域和顶部区域误差较大,尤其在电感底部区域,这两种拟合函数的拟合精度都很低,以至无法满足位置估计精度。

(4)在中间区域,拟合效果较好,只要采用较低阶的函数即可达到要求。

根据上述结论,可以说明有必要对三相电感进行分区处理,从而选择最佳估计区间,以选择适当的拟合函数=f(L)。这样便可以简化-L关系的拟合模型,既能满足函数拟合精度要求,也更适合DSP的实时控制。

根据表1给出的三相电感分区和估计相选择策略,以及式(10)和式(11)给出的阈值选取范围,本文选取底部阈值位置Low=6°和顶部阈值位置High=21°。按表1分区逻辑,如图4所示,在位置区间Ⅰ(即[6°,21°]区间),所选择的估计相为A相,只要对该区间的θ-L关系数据进行拟合即可。

图7和图8给出了分别采用1→3阶多项式函数和1→3阶傅里叶级数拟合的结果曲线。由图可以看出,在[6°,21°]区间内仅采用线性函数拟合即可把拟合误差控制在[-1°,1°]以内,已经可以满足实时控制的要求。而采用2次多项式拟合与采用1阶傅里叶级数拟合的效果基本相同,均可将拟合误差控制在[-0.3°,0.3°]以内,已经具有良好的拟合精度。而采用更高阶的拟合函数,则可以得到更佳的拟合效果。因此,综合考虑对-L模型的精度和DSP实时控制的简化要求,宜采用1阶傅里叶级数或2次多项式作为拟合函数。由于2次多项式在DSP中更易于处理,且运算误差较三角函数的运算更小,因而本文选取2次多项式对-L进行建模,进而可以得到-L的数学模型为