阅读说明：本技术 用于电机控制的八阶噪音过滤方法 (Eight-order noise filtering method for motor control ) 是由 席海成 蔡朱平 管博 殷浩 于 2020-12-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及特别适用于特定功能的数字计算设备或数据处理设备或数据处理方法领域,具体为一种用于电机控制的八阶噪音过滤方法。一种用于电机控制的八阶噪音过滤方法,其特征是：按如下步骤依次实施：①获取；②低通滤波；③计算谐波；④带阻滤波；⑤积分；⑥控制。本发明计算方便,过滤彻底。(The invention relates to the field of digital computing equipment or data processing methods particularly suitable for specific functions, in particular to an eight-order noise filtering method for motor control. An eight-order noise filtering method for motor control is characterized in that: the method is implemented in sequence according to the following steps: firstly, obtaining; secondly, low-pass filtering; calculating harmonic waves; fourthly, band elimination filtering; integrating; and sixthly, controlling. The invention has convenient calculation and thorough filtration.)

用于电机控制的八阶噪音过滤方法

技术领域

本发明涉及特别适用于特定功能的数字计算设备或数据处理设备或数据处理方法领域，具体为一种用于电机控制的八阶噪音过滤方法。

背景技术

电机在使用时的控制手段广泛应用角度控制，通过测量电机转子的转角数据经计算获得电机的转速，电机的角度信号有二阶次的谐波，对于普遍应用的四对极电机，会产生八阶噪音，在测量后需要及时将噪音信号过滤。但是，目前的过滤方法，过滤效果不彻底，在控制信号中仍残留较多的噪音信号，对后续控制产生很大干扰。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，提供一种计算方便、过滤彻底的信号处理方法，本发明公开了一种用于电机控制的八阶噪音过滤方法。

本发明通过如下技术方案达到发明目的：

一种用于电机控制的八阶噪音过滤方法，其特征是：按如下步骤依次实施：

① 获取：获取电机的原始角度θ；

② 低通滤波：将原始角度θ与计算角度θ'做差，用式(a)的低通滤波计算得到电机的当前低通滤波转速ω_e：ω_e=K_p+——(a)，式(a)中：K_p和K_i都是低通滤波的参数，s是拉普拉斯算子；

③ 计算谐波：根据当前低通滤波转速ω_e通过式(b)计算出频率f：f=——(b)，式(b)中：ω_e是低通滤波转速，P是电机极对数，取4，并且根据式(c)计算需要阻断的两倍频转速谐波分量ω_n：ω_n =2f——(c)；

④ 带阻滤波：当前低通滤波转速ω_e输入带阻滤波器，带阻滤波器对需要阻断的两倍频谐波分量ω_n按式(d)作滤波处理计算得到当前带阻滤波转速ω_e ^*：

ω_e ^*=——(d)，其中s为拉普拉斯算子，ξ为阻尼系数；

⑤ 积分：对当前带阻滤波转速ω_e ^*作积分计算，得到计算角度θ'；

⑥ 控制：获得θ'后，作为电机控制FOC算法的角度输入，

电机控制FOC算法的输入包括如下i～v这五个参数：

i. I_d ^*：d轴电流给定，

ii. I_q ^*：q轴电流给定，

iii. θ'：第⑤步通过积分计算得到的计算角度，

iv. i_a：电机反馈A相电流，

v. i_b：电机反馈B相电流；

电机控制FOC算法的输出包括如下vi～viii这三个参数：

vi. U_a：A相逆变器开通时间，

vii. U_b：B相逆变器开通时间，

viii. U_c：C相逆变器开通时间。

所述的用于电机控制的八阶噪音过滤方法，其特征是：

步骤①时，K_p取0.05～0.5，K_i 取0.0003～0.001，

步骤④时，ξ取0.7。

本发明通过带阻滤波器对转速两倍频滤波，滤波后的转速通过积分得到滤除两倍频谐波分量的角度。

本发明具有如下有益效果：计算方便，过滤彻底，噪音信号占比大幅减小。

附图说明

图1是本发明的流程图，

图2是本发明中算式示意图，

图3是本发明滤波效果图，

图4是电机控制流程示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步说明本发明。

实施例1

一种用于电机控制的八阶噪音过滤方法，如图1和图2所示：按如下步骤依次实施：

① 获取：获取电机的原始角度θ；

② 低通滤波：将原始角度θ与计算角度θ'做差，用式(a)的低通滤波计算得到电机的当前低通滤波转速ω_e：ω_e=K_p+——(a)，式(a)中：K_p和K_i都是低通滤波的参数，K_p取0.05～0.5，K_i 取0.0003～0.001，s是拉普拉斯算子；

③ 计算谐波：根据当前低通滤波转速ω_e通过式(b)计算出频率f：f=——(b)，式(b)中：ω_e是低通滤波转速，P是电机极对数，取4，并且根据式(c)计算需要阻断的两倍频转速谐波分量ω_n：ω_n =2f——(c)；

④ 带阻滤波：当前低通滤波转速ω_e输入带阻滤波器，带阻滤波器对需要阻断的两倍频谐波分量ω_n按式(d)作滤波处理计算得到当前带阻滤波转速ω_e ^*：

ω_e ^*=——(d)，其中s为拉普拉斯算子，ξ为阻尼系数取0.7；

⑤ 积分：对当前带阻滤波转速ω_e ^*作积分计算，得到计算角度θ'，图2中的1/s代表积分计算；

⑥ 控制：获得θ'后，作为电机控制FOC算法的角度输入，

电机控制FOC算法的输入包括如下i～v这五个参数：

i. I_d ^*：d轴电流给定，

ii. I_q ^*：q轴电流给定，

iii. θ'：第⑤步通过积分计算得到的计算角度，

iv. i_a：电机反馈A相电流，

v. i_b：电机反馈B相电流；

电机控制FOC算法的输出包括如下vi～viii这三个参数：

vi. U_a：A相逆变器开通时间，

vii. U_b：B相逆变器开通时间，

viii. U_c：C相逆变器开通时间，

电机控制流程如图4所示。

采用本实施例滤波的效果如图3所示。图3中，曲线i为滤波要求目标上限，曲线ii为未使用本实施例时的噪音曲线，可以看出曲线ii有多处超过了曲线i的限定，曲线iii为使用了本实施例后的噪音曲线，可以看出曲线iii全部位于曲线i以下，达到了滤波要求。