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申请/专利权人：武汉工程大学;长航集团武汉电机有限公司

摘要：本发明公开了一种无刷直流电机的全过程抗干扰控制方法，其将无刷直流电机运行过程划分为启动前转子位置检测阶段、加速启动阶段、速度切换阶段、高速运行阶段四个阶段，综合考虑到无刷直流电机在运行各个阶段可能出现的故障，并对这些故障可能对电机运行过程中造成的干扰进行了规避，保证了无刷直流电机高速高效稳定地运行。本发明能够解决现有的无刷直流电机启动前对转子初始位置进行检测阶段，转子由于外力作用处于转动状态，造成转子初始位置检测不准确带来的干扰，同时在启动前无刷直流电机的逆变器也可能出现短路或断路的故障问题给无刷直流电机的运行带来干扰；同时解决在无刷直流电机加速阶段，换相错误带来的干扰。

主权项：1.一种无刷直流电机的全过程抗干扰控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1通过接入角速度传感器获取无刷直流电机中转子的角速度，判断该角速度是否为零，若是则转入步骤5，否则转入步骤2；2判断无刷直流电机中转子是正转还是反转，如果是正转，则转入步骤3，如果是反转，则转入步骤4；3根据步骤1角速度传感器获得的无刷直流电机中转子的角速度对无刷直流电机进行加速操作，然后转入步骤8；4对无刷直流电机进行制动操作，然后转入步骤5；5对无刷直流电机的逆变器进行短路自检，以判断该逆变器是否存在短路，如果是则转入步骤7，否则转入步骤6；6对无刷直流电机的逆变器进行断路自检，以判断无刷直流电机是否存在断路情况，如果是则进入步骤7，否则转入步骤8；7停止无刷直流电机的工作，过程结束；8对无刷直流电机的换相过程进行优化处理；步骤8包括以下子步骤：8-1设置计数器i＝0；8-2判断无刷直流电机是否成功换相，若是则过程结束，否则转入步骤8-3；8-3设置计数器i＝i+1；8-4判断记数器i是否大于等于预设的阈值，若是则进入步骤8-6，否则进入步骤8-5；8-5对无刷直流电机的脉冲宽度调制PWM占空比进行修正，即设置PWM占空比＝PWM占空比+x，然后返回步骤8-2；其中x的取值范围是0.01到0.03之间；8-6关闭无刷直流电机中的所有开关管，并停止无刷直流电机工作，过程结束；9对步骤8优化换相过程后的无刷直流电机的换相时间进行优化处理，以得到优化后的无刷直流电机的换相时间；步骤9包含以下子步骤：9-1对步骤8得到的优化换相过程后的无刷直流电机分别进行长脉冲电流采样和短脉冲电流采样，以得到n组长脉冲采样电流与n组短脉冲采样电流；其中n的取值范围是40到60；具体而言，采样过程通过将采样周期T分为n等份，每隔t＝T时间便对无刷直流电机进行一次采样，从而分别得到n组短脉冲采样电流i1A、i2A……inA、以及n组长脉冲采样电流i1B、i2B……inB；9-2对步骤9-1获得的n组短脉冲采样电流与n组长脉冲采样电流分别进行离散化处理，以获取短脉冲采样电流与采样时间间隔t＝T所围成的多个第一面积S11、S21、…、Sn1，以及长脉冲采样电流与采样时间间隔t＝T所围成的多个第二面积S12、S22、…Sn2；9-3对步骤9-2计算得到的多个第一面积和多个第二面积分别进行求和，以分别获取采样周期T内短脉冲电流对应的第一总面积S1和长脉冲电流对应的第二总面积S2；9-4判断步骤9-3得到的第一总面积S1是否小于第二总面积S2，如果是则表示无刷直流电机在下一个工作状态即可换相，且当前的时间节点即为无刷直流电机的换相时间节点，过程结束，否则返回步骤9-1；10对步骤9优化后的无刷直流电机的换相时间进行修正处理，以得到修正处理后的无刷直流电机换相时间；步骤10是采用以下公式： t为修正处理后的无刷直流电机换相时间，n为无刷直流电机的转速，p为无刷直流电机的极对数，t0为修正时间，其取值范围是0.04ms到0.06ms；11对步骤10修正处理后的无刷直流电机的换相时间进行滤除高频杂波处理，以得到无刷直流电机最终的换相时间；步骤11包括以下子步骤：11-1对高速运行阶段的无刷直流电机进行第一次反电动势检测，以获取无刷直流电机的反电动势过零点作为临时过零点；11-2对步骤11-1得到的无刷直流电机的临时过零点后续时间的反电动势信号进行第二次检测，以判断该电动势信号是否为过零状态，若是则表示步骤11-1获取的临时过零点是最终的过零点，并转入步骤11-3，否则表示步骤11-1获取的临时过零点不是最终的过零点，而是一个伪过零点，并返回步骤11-1；11-3根据步骤11-2得到的无刷直流电机最终的过零点获取无刷直流电机的转子的位置信息，通过获取的转子位置信息获取无刷直流电机高速运行阶段的换相时间；步骤11-3是采用以下公式： tn为无刷直流电机高速运行阶段的换相时间，θ2为无刷直流电机的转子的当前位置，θ1为无刷直流电机的转子在上一个换相周期的位置，ωn为无刷直流电机的转子的当前角速度；11-4判断步骤11-3获取的无刷直流电机高速运行阶段的换相时间是否大于无刷直流电机上一个换相周期的换相时间的2倍，若是则进入步骤11-5，否则进入步骤11-6；11-5使用无刷直流电机上一个换相周期的换相时间作为无刷直流电机高速运行阶段的换相时间，并转入步骤11-6；11-6对无刷直流电机高速运行阶段的换相时间进行增加权衡因素处理，以获取无刷直流电机最终的换相时间；步骤11-6是采用如下公式： 其中Yn为无刷直流电机最终的换相时间，Yn-1为无刷直流电机上一个换相周期的换相时间，Xn是无刷直流电机高速运行阶段的换相时间，a和b都是权衡因素。

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