本发明涉及永磁同步电机领域，尤其是涉及一种基于高频脉冲的无感电机初始位置获取方法和系统。
背景技术：
1、永磁同步电机具有高功率密度、高转矩电流比的特点，已经广泛应用于工业现场、电动汽车、家用电器等领域。无位置传感器控制技术能够有效减小系统体积和成本，增加系统可靠性。电机所产生的最大起动转矩与转子初始位置的准确辨识程度有关。电机没有准确的起始角度位置，会造成起步抖动甚至失控，极端情况下会导致起动失败，因此如何准确的辨识出转子的初始位置，已成为当今研究热点。
技术实现思路
1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于高频脉冲的无感电机初始位置获取方法和系统，实现准确的辨识出转子的初始位置。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、一种基于高频脉冲的无感电机初始位置获取方法，包括以下步骤：
4、s1：根据电机系统pwm的频率，产生高频脉冲方波电压信号，根据估算的角度与高频脉冲方波电压信号的ud电压和uq电压，进行svpwm空间矢量调制，得到pwm脉冲，对永磁同步电机进行驱动；
5、s2：采集永磁同步电机的三相电流，并转换为两相静止坐标系下的第一电流和第二电流，从而提取两相静止坐标系下高频响应电流的包络线信号，得到估算的角度；将第一电流、第二电流与估算的角度进行park变换，转换为同步旋转坐标系下的id电流值；
6、s3：以正向的高频脉冲方波电压信号和反向的高频脉冲方波电压信号分别执行步骤s1和步骤s2，获取稳定后的id电流值和估算的角度，从而进行id电流值的对比，以根据估算的角度确定当前转子初始位置的角度值。
7、进一步地，所述确定当前转子初始位置的角度值的过程具体为：
8、以正向的高频脉冲方波电压信号执行步骤s1和步骤s2，获取稳定后的电流值id和估算的角度theta；
9、以反向的高频脉冲方波电压信号执行步骤s1和步骤s2，获取稳定后的电流值ids和估算的角度thetas；
10、当abs(id)>abs(ids)时，当前转子初始位置的角度值thetainit＝theta，其中abs为取绝对值计算；
11、当abs(id)<abs(ids)时，当前转子初始位置的角度值thetainit＝theta+π。
12、进一步地，采用clark变换将永磁同步电机的三相电流，转换为两相静止坐标系下的第一电流和第二电流，对应的计算表达式为：
13、iα＝(ia-0.5*(ib+ic))*2/3
14、iβ＝sqrt(3)/2*(ib-ic)*2/3
15、式中，iα为第一电流，iβ为第二电流，ia为永磁同步电机的a相电流，ib为永磁同步电机的b相电流，ic为永磁同步电机的c相电流。
16、进一步地，所述包络线信号的提取计算表达式为：
17、i_cos＝sig(vh)*(iα(k)-iα(k-1))/2
18、i_sin＝sig(vh)*(iβ(k)-iβ(k-1))/2
19、式中，i_cos为包络线信号中的i_cos信号，i_sin为包络线信号中的i_sin信号，sig为符号函数，vh为脉冲电压，iα(k)为第一电流本次采样值，iβ(k)为第二电流本次采样值。
20、进一步地，所述id电流值的计算表达式为：
21、id＝ia*cos(theta)+(ia+2ib)*sin(theta)/1.732
22、式中，ia为永磁同步电机的a相电流，ib为永磁同步电机的b相电流，theta为估算的角度。
23、进一步地，所述高频脉冲方波电压信号为占空比为50％、频率3khz的ud脉冲方波电压。
24、本发明还提供一种基于高频脉冲的无感电机初始位置获取系统，包括：
25、高频脉冲产生模块，用于根据电机系统pwm的频率，产生高频脉冲方波电压信号；
26、svpwm模块，用于根据估算的角度与高频脉冲方波电压信号的ud电压和uq电压，进行svpwm空间矢量调制，得到pwm脉冲；
27、永磁同步电机，用于根据pwm脉冲进行驱动；
28、clark运算模块，用于将从永磁同步电机采集的三相电流值转换为两相静止坐标系下的第一电流和第二电流；
29、park运算模块，用于根据两相静止坐标系下的第一电流和第二电流，以及估算的角度转换为同步旋转坐标系下的id电流值；
30、hf模块，用于根据两相静止坐标系下的第一电流和第二电流，提取两相静止坐标系下高频响应电流的包络线信号，得到估算的角度；
31、记录单元模块，用于记录当前估算的角度和id电流值，在高频脉冲产生模块分别输出正向的高频脉冲方波电压信号和反向的高频脉冲方波电压信号后，分别进行稳定后的id电流值的对比，以根据估算的角度确定当前转子初始位置的角度值。
32、进一步地，所述高频脉冲产生模块循环产生正向的高频脉冲方波电压信号和反向的高频脉冲方波电压信号；
33、所述记录单元模块分别记录正向的高频脉冲方波电压信号下，稳定后的电流值id和估算的角度theta；以及反向的高频脉冲方波电压信号下，稳定后的电流值ids和估算的角度thetas；
34、当abs(id)>abs(ids)时，当前转子初始位置的角度值thetainit＝theta，其中abs为取绝对值计算；
35、当abs(id)<abs(ids)时，当前转子初始位置的角度值thetainit＝theta+π。
36、进一步地，所述clark运算模块的计算表达式为：
37、iα＝(ia-0.5*(ib+ic))*2/3
38、iβ＝sqrt(3)/2*(ib-ic)*2/3
39、式中，iα为第一电流，iβ为第二电流，ia为永磁同步电机的a相电流，ib为永磁同步电机的b相电流，ic为永磁同步电机的c相电流；
40、所述hf模块的包络线信号计算表达式为：
41、i_cos＝sig(vh)*(iα(k)-iα(k-1))/2
42、i_sin＝sig(vh)*(iβ(k)-iβ(k-1))/2
43、式中，i_cos为包络线信号中的i_cos信号，i_sin为包络线信号中的i_sin信号，sig为符号函数，vh为脉冲电压，iα(k)为第一电流本次采样值，iβ(k)为第二电流本次采样值。
44、进一步地，所述park运算模块的计算表达式为：
45、id＝ia*cos(theta)+(ia+2ib)*sin(theta)/1.732
46、式中，ia为永磁同步电机的a相电流，ib为永磁同步电机的b相电流，theta为估算的角度。
47、与现有技术相比，本发明具有以下优点：
48、(1)本发明在电机处于静止状态时，产生高频脉冲方波电压信号，根据估算角度和ud、uq脉冲电压经过svpwm空间矢量调制后，驱动永磁同步电机工作；采集电机三相电流，通过clark、park变换后将三相电流ia、ib、ic转换为iα、iβ、id电流。经过hf模块，通过提取两相静止坐标系下高频响应电流的包络线，得到估计的角度theta；
49、通过记录在正向和反向高频脉冲方波电压信号下对应的角度theta和id电流，并进行比较计算，得到当前转子初始位置的精确角度值。
1.一种基于高频脉冲的无感电机初始位置获取方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于高频脉冲的无感电机初始位置获取方法，其特征在于，所述确定当前转子初始位置的角度值的过程具体为：
3.根据权利要求1所述的一种基于高频脉冲的无感电机初始位置获取方法，其特征在于，采用clark变换将永磁同步电机的三相电流，转换为两相静止坐标系下的第一电流和第二电流，对应的计算表达式为：
4.根据权利要求1所述的一种基于高频脉冲的无感电机初始位置获取方法，其特征在于，所述包络线信号的提取计算表达式为：
5.根据权利要求1所述的一种基于高频脉冲的无感电机初始位置获取方法，其特征在于，所述id电流值的计算表达式为：
6.根据权利要求1所述的一种基于高频脉冲的无感电机初始位置获取方法，其特征在于，所述高频脉冲方波电压信号为占空比为50％、频率3khz的ud脉冲方波电压。
7.一种基于高频脉冲的无感电机初始位置获取系统，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的一种基于高频脉冲的无感电机初始位置获取系统，其特征在于，所述高频脉冲产生模块循环产生正向的高频脉冲方波电压信号和反向的高频脉冲方波电压信号；
9.根据权利要求7所述的一种基于高频脉冲的无感电机初始位置获取系统，其特征在于，所述clark运算模块的计算表达式为：
10.根据权利要求7所述的一种基于高频脉冲的无感电机初始位置获取系统，其特征在于，所述park运算模块的计算表达式为：
