本发明属于永磁同步电机控制，涉及一种改进型高频脉振电压注入的永磁同步电机转子位置估计方法。
背景技术：
1、永磁同步电机具有高功率密度、体积小、优良动态性能和强鲁棒性等特点，广泛应用于新能源汽车、数控机床、无人机、家用电器等领域。电机转子位置的实时准确获取对实现永磁同步电机矢量控制至关重要。传统矢量控制系统往往通过加装机械式位置传感器来获取电机转子位置信息，但安装机械式位置传感器会导致成本增加、电机体积增大、传感器易受环境干扰、维修难度大等问题。永磁同步电机无位置传感器控制技术的提出很好的解决了上述问题。
2、永磁同步电机运行在低速时，常采用高频脉振电压注入法。高频脉振电压注入法将高频电压信号注入旋转参考坐标系直轴，通过检测响应信号中的高频信息来获取电机转子位置。
3、在高频脉振电压注入法中，响应电流的提取过程需要带通滤波器、低通滤波器等进行信号分离，但是滤波器的大量使用会导致系统信号出现延时、衰减等现象，从而影响系统的动态性能。此外，高频脉振电压注入法在估计转子位置时，忽略定子电阻及交叉耦合项的影响，容易产生估计位置误差，从而降低电机转子位置估计精度。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种改进型高频脉振电压注入的永磁同步电机转子位置估计方法，针对现有高频脉振电压注入法，减少信号提取过程中带通滤波器的使用，在锁相环中对由定子电阻及交叉耦合项产生的误差进行补偿，提高系统动态性能和转子位置观测精度。
2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、一种改进型高频脉振电压注入的永磁同步电机转子位置估计方法，其包括以下步骤：
4、s1、永磁同步电机基于d轴电流为0(即id＝0)的矢量控制，向估计旋转坐标系的直轴注入一高频电压信号，并从坐标系的交轴提取该高频电压信号激励下产生的高频电流信号；
5、s2、将该高频电流信号与一调制信号相乘，再经过低通滤波器得到包含转子位置信息的信号；
6、s3、将包括转子位置信息的电流信号通过锁相环来估计永磁同步电机的转子位置和转速，同时在锁相环中对由定子电阻及交叉耦合项产生的误差进行补偿，以提高转子位置估计精度。
7、进一步的，步骤s1中，在估计旋转坐标系下，永磁同步电机在高频激励下的电流表达式为：
8、
9、式中，分别表示轴电流，分别表示轴、轴电压，表示平均电感，表示半差电感，ld、lq分别表示d轴、q轴电感，表示转子估计误差角，θe表示转子实际位置角，表示转子估计位置角；
10、向估计旋转坐标系的直轴注入高频电压信号其中uh表示电压幅值，ωh表示电压频率，得到该高频电压信号激励下坐标系产生的高频电流信号为：
11、
12、则得到坐标系交轴在该高频电压信号激励下产生的高频电流信号为
13、进一步的，步骤s2具体为，将高频电流信号与调制信号sin(ωht)相乘，得到：
14、
15、由于ωh、ωh1均远高于电机旋转角频率ωr，因此上式所示的信号通过低通滤波器后，得到包含转子位置信息的信号：
16、
17、式中，lpf[·]表示低通滤波器。
18、进一步的，步骤s3具体为，将包含转子位置信息的信号输入由pi调节器构成的锁相环中，通过pi调节器调节为0，使转子估计误差角保持为0，从而使转子估计位置角趋近于转子实际位置角。
19、其中，在锁相环中对由定子电阻及交叉耦合项产生的转子位置估计误差进行补偿，包括：
20、考虑永磁同步电机定子电阻和交叉耦合项的影响，永磁同步电机在估计旋转坐标系下的电流表达式为：
21、
22、zd＝rs+jωhld，zq＝rs+jωhlq
23、式中，rs表示定子电阻，ωe表示电角速度；
24、在轴注入高频电压信号从轴提取高频电流信号
25、
26、与调制信号sinωht相乘通过低通滤波器再输入到锁相环中的信号为：
27、
28、当而时，此时产生了位置估计误差，因此令有：
29、
30、从上式可看出，随着转速、定子电阻越大，产生的位置估计误差也就越大。
31、因此如果在误差函数调节之前进行误差补偿，就可以减小转子位置估计误差。补偿至锁相环的误差补偿为：
32、本发明的有益效果在于：本发明与现有高频脉振电压注入法相比，减少了信号提取过程中带通滤波器的使用，并在锁相环中对由定子电阻及交叉耦合项产生的误差进行了补偿，提高了永磁同步电机转子位置的观测精度和系统动态性能。
33、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
1.一种改进型高频脉振电压注入的永磁同步电机转子位置估计方法，所述的永磁同步电机基于d轴电流为0的矢量控制，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述估计旋转坐标系下，永磁同步电机在高频激励下的电流表达式为：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将高频电流信号与调制信号sin(ωht)相乘，得到：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将包含转子位置信息的信号输入由pi调节器构成的锁相环中，通过pi调节器调节为0，使转子估计误差角保持为0，从而使转子估计位置角趋近于转子实际位置角；
