基于光栅编码器的开关磁阻电动机转子位置校正方法
基于LSSVM的开关磁阻电机转子位置估算
在Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ中利 用 ｓ函数建 立 仿 真 系统 ， 结果 表 明 ， 在高速、 低速 、 负载突变的情况下， Ｌ Ｓ Ｓ Ｖ Ｍ 位 置估 算模块 的平 均 误差 在 ０ ． １ 。 以 内， 说 明其训 练速 度 快 ， 泛 化 能力 强 ， 精度 高 ， 鲁棒 性好 ．
Ｘｕ Ｙ ｕ ｚ ｈ ｅ Ｃ ａ ｏ Ｙａ ｎ ｐ ｉ ｎ ｇ Ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ Ｒ ｕ ｉ Ｑｕ Ｙａ ｎ Ｐ ｅ ｎ ｇ Ｆ ｕ ｌ ｉ ｎ
（ Ｎａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ＡＳ Ｉ Ｃ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｃｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ， Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｔ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｎａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ ０ ０ ９ ６ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｅ ｔ：Ｔｏ ａ ｖ ｏ ｉ ｄ ｔ ｈｅ ｐ ｒ ｏ ｂｌ ｅ ｍ ｈａ ｔ ｔ ａ ｐｏ ｓ ｉ ｉｏ ｔ ｎ ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｒ ｅ ａ ｓ ｉ ｌ ｙ ｆ ａ ｌ ｌ ｓ ｏ ｆ ｆ ｏ ｒ ｂ ｅ ｃ ｏ ｍｅ ｓ ｂ ｒ ｅ ａ ｋｄ ｏ ｗｎ ｗｈ ｅ ｎ ａ
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编码器校准方法及装置与流程
编码器校准方法及装置与流程
编码器校准是指通过一系列操作，使编码器的测量结果与实际测量值尽可能接近的过程。
以下是一种常见的编码器校准方法及装置与流程：
方法与装置：
1. 选择适当的标准设备，如块表、激光干涉仪等，用于测量编码器的运动长度或位置。
2. 如果编码器需要线性校准，可以使用线性滚动条装置。
如果编码器需要角度校准，可以使用旋转平台装置。
3. 根据编码器的测量范围和精度要求，选择合适的校准装置。
流程：
1. 将编码器安装在校准装置上，并与标准设备连接。
确保编码器与标准设备之间的测量范围和精度匹配。
2. 运行校准软件或系统，并按照其操作指南进行校准。
3. 在校准过程中，根据软件或系统的提示，逐步移动或旋转编码器，使其测量结果与标准设备的测量结果尽可能接近。
4. 根据校准软件或系统的要求，将校准结果进行记录或保存。
5. 校准完成后，进行校准结果的验证，通过与标准设备的再次比对，确认校准结果的准确性。
6. 如有需要，根据校准结果进行编码器的调整或修正。
7. 校准完成后，可以将编码器安装到实际应用环境中，确保其准确性和稳定性。
需要说明的是，不同类型的编码器可能会有不同的校准方法和装置。
校准的具体流程和步骤也可能会有所不同。
因此，在校
准编码器之前，最好参考该编码器的用户手册或生产商提供的校准指南。
一种圆光栅编码器的偏心校正方法
一种圆光栅编码器的偏心校正方法
圆光栅编码器是一种用于测量角度和位置的设备，通常由一个光栅盘和光电传感器组成。
偏心校正是为了消除光栅盘与转动轴之间的偏心差异，确保测量的准确性。
以下是一种常用的偏心校正方法：
1.固定光栅盘和转动轴的相对位置。
首先，将光栅盘正确地安装在转动轴上，并确保光栅盘的中心与转动轴的中心对齐。
这样可以保证光栅盘在转动过程中不会发生相对偏移。
2.检测偏心误差。
使用光电传感器定期测量光栅盘的位置，并记录每个位置点的角度值。
这些测量值可以用来识别任何偏心误差。
3.校正偏心误差。
根据测量到的偏心误差，可以通过以下方法进行校正：
- 调整光电传感器位置：将光电传感器沿着径向移动，直到所测量的角度值没有偏心误差。
这样可以校正径向偏心误差。
- 调整光电传感器角度：将光电传感器在转动轴方向上进行微调，以便所测量的角度值没有偏心误差。
这样可以校正切向偏心误差。
4.重新检测偏心误差。
校正后，再次使用光电传感器定期测量光栅盘的位置，以确认偏心误差是否已被成功消除。
这种偏心校正方法可以有效地消除圆光栅编码器中的偏心误差，提高测量的准确性和可靠性。
伺服电机转子与编码器位置对准校正..
论坛中总是有人问及伺服电机编码器相位与转子磁极相位零点如何对齐的问题，这样的问题论坛中多有回答，本人也曾在多个帖子有所回复，鉴于本人的回复较为零散，早就想整理集中一下，只是一直未能如愿，今借十一长假之际，将自己对这一问题的经验和体会整理汇总一下，以供大家参考，或者有个全面的了解。
永磁交流伺服电机的编码器相位为何要与转子磁极相位对齐其唯一目的就是要达成矢量控制的目标，使d轴励磁分量和q轴出力分量解耦，令永磁交流伺服电机定子绕组产生的电磁场始终正交于转子永磁场，从而获得最佳的出力效果，即“类直流特性”，这种控制方法也被称为磁场定向控制（FOC），达成FOC控制目标的外在表现就是永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致，如下图所示：图1因此反推可知，只要想办法令永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致，就可以达成FOC控制目标，使永磁交流伺服电机的初级电磁场与磁极永磁场正交，即波形间互差90度电角度，如下图所示：图2如何想办法使永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致呢？由图1可知，只要能够随时检测到正弦型反电势波形的电角度相位，然后就可以相对容易地根据电角度相位生成与反电势波形一致的正弦型相电流波形了。
在此需要明示的是，永磁交流伺服电机的所谓电角度就是a相（U相）相反电势波形的正弦（Sin）相位，因此相位对齐就可以转化为编码器相位与反电势波形相位的对齐关系；另一方面，电角度也是转子坐标系的d轴（直轴）与定子坐标系的a轴（U轴）或α轴之间的夹角，这一点有助于图形化分析。
在实际操作中，欧美厂商习惯于采用给电机的绕组通以小于额定电流的直流电流使电机转子定向的方法来对齐编码器和转子磁极的相位。
当电机的绕组通入小于额定电流的直流电流时，在无外力条件下，初级电磁场与磁极永磁场相互作用，会相互吸引并定位至互差0度相位的平衡位置上，如下图所示：图3对比上面的图3和图2可见，虽然a相（U相）绕组（红色）的位置同处于电磁场波形的峰值中心（特定角度），但FOC控制下，a相（U相）中心与永磁体的q轴对齐；而空载定向时，a相（U相）中心却与d轴对齐。
开关磁阻电动机转子间接位置检测技术的研究
些应用场合如航空航天设备、 电动车辆等， 去除传统 的位置 传感器 尤为重 要 。 迄 今 为止 ， 国学 者 对这 一 问题 从 各个 角度 做 各
了大量研 究 ， 出了多种 间接位 置检测方 案 ， 提 大致可
分为两 类 ：
般都靠 近 电感 最 大 位 置 ， 且 磁 链 一 流 曲线 形 而 电
…
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勿 … … …
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触持电棚 ．．０． 第 ． ． ２０ ４ １ 年 期 ： 二． 工 蔓 … ． ＿ ｕ
开
开关 磁 阻 电动 机 转子 间接 位 置检 测 技 术 的研 究
曾文 禹 ， 闯 ，京 ２０ １ ） 江 １０ ６
摘
要 ： 出一种基于改进型磁链法 的转 子位置检 测新方案 。该方 案在原有磁链 法基础上进 一步提高 了位 置 提
解算速度与精度 ； 同时 ， 基于 Ｍ ｔｂ Ｓ ｌ ｋ ａ ａ／ ｉ ｉ 对算法进行 了仿真 ， ｌ ｍｕ ｎ 最后结合 一台 ３０Ｗ 小功率开关磁 阻电动机对该 ５ 方案进行验证 。仿真分析和试验结果验证了该检测方案 的可行性。
法 实现简 单 ， 但其 有 固有 的转 速应用 限制 ， 可能在 且 检 测相产 生负转矩 。幅度调制 编码技 术 中需 要附加
永磁交流伺服电机的工作原理与编码器零位校正方法
永磁交流伺服电机的工作原理与编码器零位校正方法工作过程如下：1.控制器将交流电源的电能转换为恒定大小和频率的交流电信号。
2.控制器将这些电信号传输到电动机的定子线圈，激励线圈形成一个旋转的磁场。
3.控制器还会测量电机的角度位置，这通常通过编码器来实现。
4.电动机的转子线圈中的永磁体由于电流感应而产生旋转力矩，从而引起电动机转动。
5.控制器不断测量电机的实际角度位置，并与目标位置进行比较，通过调整驱动信号的幅值和相位，来实现电机的运动和位置控制。
编码器是一种用于测量电机转动角度和速度的设备。
编码器通常安装在电动机的输出轴上，与电动机的转子一起旋转。
编码器的零位校正是为了准确地确定电机的角度位置，确保控制器可以对电机的旋转进行精确的控制。
常见的编码器零位校正方法有以下几种：1.软件校准：控制器通过读取编码器输出的信号，在电机转动到一个已知的参考位置时，记录下此时编码器输出的数值作为零位。
通过软件调整编码器输出的数值，以便与实际的零点位置对应。
2.机械校准：可以通过对编码器和电动机输出轴之间的机械连接进行调整，来实现编码器的零位校正。
盘算函数法，是通过标定编码器输出信号与电动机转动之间的关系。
3.光电开关校准：在电机的旋转轴上安装一个光电开关，当电机旋转到一个已知的位置时，光电开关会触发一个信号。
控制器通过检测到这个信号，记录下此时编码器输出的数值作为零位。
在实际应用中，通常会综合以上多种方法进行编码器的零位校正，以确保更高的精度和可靠性。
总之，永磁交流伺服电机的工作原理是基于电磁感应效应，通过控制电机的定子线圈和转子线圈之间的电磁场来实现转矩产生和运动控制。
编码器的零位校正方法是为了确保电机的角度位置控制的精确性。
一种开关磁阻电机位置信号传感器的校准系统 专利
一种开关磁阻电机位置信号传感器的校准系统一种开关磁阻电机位置信号传感器的校准系统是一项用于校准开关磁阻电机位置信号传感器的技术。
开关磁阻电机位置信号传感器是用于检测发动机转速和位置的传感器，它能够准确地检测发动机的转动信息，并将其传输给控制系统，以便控制系统能够准确地控制发动机的工作状态。
在现代汽车和机械设备中，这种传感器被广泛应用。
在传感器工作一段时间后，有可能会出现误差，导致传感器输出的信号不准确。
这就需要对传感器进行校准，以确保其输出的信号准确可靠。
一种开关磁阻电机位置信号传感器的校准系统就是为了解决这一问题而提出的。
我们来谈谈这种校准系统的原理。
这种校准系统主要包括传感器、校准设备和控制单元。
传感器是用于检测发动机转速和位置的核心部件，而校准设备则是用来对传感器进行校准的工具。
控制单元则用于控制整个校准系统的工作状态。
在进行校准时，首先需要将校准设备连接到传感器上，然后由控制单元发出指令，对传感器进行校准。
校准的过程主要包括两个步骤，第一步是对传感器进行零点校准，即将传感器的输出信号调整为零位，以确保传感器的基准位置准确无误。
第二步是对传感器进行增益校准，即根据实际情况调整传感器的增益，以确保传感器输出的信号与实际数值一致。
通过这样的校准过程，可以确保传感器输出的信号准确可靠。
在实际应用中，一种开关磁阻电机位置信号传感器的校准系统具有许多优点。
它能够有效地提高传感器的准确性和可靠性。
通过定期对传感器进行校准，可以有效地减小传感器输出信号的误差，从而提高了传感器的准确性和可靠性。
它能够提高工作效率。
传感器校准是一项相对繁琐的工作，而这种校准系统能够使校准过程更加简便、快捷，从而提高了工作效率。
另外，它还能够降低成本。
传感器校准通常需要使用一些专门的设备和工具，而这种校准系统能够减少对设备和工具的需求，从而降低了成本。
在我看来，一种开关磁阻电机位置信号传感器的校准系统对于提高传感器的准确性和可靠性非常重要。
伺服电机转子与编码器位置对准校正
论坛中总是有人问及伺服电机编码器相位与转子磁极相位零点如何对齐的问题，这样的问题论坛中多有回答，本人也曾在多个帖子有所回复，鉴于本人的回复较为零散，早就想整理集中一下，只是一直未能如愿，今借十一长假之际，将自己对这一问题的经验和体会整理汇总一下，以供大家参考，或者有个全面的了解。
永磁交流伺服电机的编码器相位为何要与转子磁极相位对齐其唯一目的就是要达成矢量控制的目标，使d轴励磁分量和q轴出力分量解耦，令永磁交流伺服电机定子绕组产生的电磁场始终正交于转子永磁场，从而获得最佳的出力效果，即“类直流特性”，这种控制方法也被称为磁场定向控制（FOC），达成FOC控制目标的外在表现就是永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致，如下图所示：图1因此反推可知，只要想办法令永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致，就可以达成FOC控制目标，使永磁交流伺服电机的初级电磁场与磁极永磁场正交，即波形间互差90度电角度，如下图所示：图2如何想办法使永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致呢？由图1可知，只要能够随时检测到正弦型反电势波形的电角度相位，然后就可以相对容易地根据电角度相位生成与反电势波形一致的正弦型相电流波形了。
在此需要明示的是，永磁交流伺服电机的所谓电角度就是a相（U相）相反电势波形的正弦（Sin）相位，因此相位对齐就可以转化为编码器相位与反电势波形相位的对齐关系；另一方面，电角度也是转子坐标系的d轴（直轴）与定子坐标系的a轴（U轴）或α轴之间的夹角，这一点有助于图形化分析。
在实际操作中，欧美厂商习惯于采用给电机的绕组通以小于额定电流的直流电流使电机转子定向的方法来对齐编码器和转子磁极的相位。
当电机的绕组通入小于额定电流的直流电流时，在无外力条件下，初级电磁场与磁极永磁场相互作用，会相互吸引并定位至互差0度相位的平衡位置上，如下图所示：图3对比上面的图3和图2可见，虽然a相（U相）绕组（红色）的位置同处于电磁场波形的峰值中心（特定角度），但FOC控制下，a相（U相）中心与永磁体的q轴对齐；而空载定向时，a相（U相）中心却与d轴对齐。
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ｉ
萋 盖
度脉冲个数 Ｍ。 ， 则有码盘与转子相差角度 ：
＋７ ． ５ 。 × ＝
需要 特别 注意的是， 以 上的 分析过程全部是在 集
１ ８． ７ ５。 一 ０． ３ ５１ ５６ ２ ５。 × Ｍ １
本 文所 述校 正 方法 依 托 于 角 度分 辨 率 为 ３ ６ ０ 。 ／ ６ １ ４ ４ （ ６ １ ４ ４为外 圈 １ ０ ２ ４个 脉 冲 的 ６倍 频 ） 的控制
。
在 开关 磁 阻 电动 机 的 电动 控 制 中 ， 低 速 时 常采 用 的是 触 发导通 逻 辑 ｊ ， 即对 处 在 电感 上 升 区 的相
则有 码盘 与转 子相 差角 度 ：
＋ ＋ ２２ ． ５。 － ：× ＝
通 电， 对 处 在 电感下 降 区 的相 断 电 ， 按 照 图 ６所 示 ， 相 即将 步入 电感 下 降 区 ， 所 以此 时 应 该 对 ４断 电。 如 果光 栅码 盘 的位 置 和 转 子 的位 置恰 好 对 应 ， 即光
△２ ６ １ ４ ４ Ａ ２ ， ’ 一３ ６ ０ 。 ／ ６ １ ４ ４— ３ ６ ０ 。
栅码盘的不透光部分和转子的凸极重合 ， 透光部分 和转子 的凹槽 重合 ， 此 时放 置 在 检测 点 处 的 光 电
管 组 中 的接收 电路 对 外 即将 呈 现 为 高 电平 ， 此 时编 码 器能 够 正确反 映 出转 子 的 位 置 ， 即此 位 置为 正 确 位置 ， 本 文 所做 的校 正全 部参 考此 位置 进行 ， 也 就是 说 如果 编码 器在 安 装 时 恰 好处 于此 位 置 ， 那 么 控 制 逻 辑上 不需 要进 行 改变 ， 如果 安装 位置 超前 此位 置 ，
转 子厂 — — — ］
一
！ 广 — ］
转子 旋转 方 向
图 ６ 电感 最 大 位 置
若对 Ａ相通电后 ， 获得 的位置信号为 ０ ０ １ ， 同样 对 Ｂ相 通 电 ， 此 时转子 逆 时针旋 转 ， 记 录此过 程 中 检 测点 电平 由 低 电平 变 高 电平 时 的 速 度 脉 冲个 数
定
厂＿ ｌ ＿ 一 ＿ ＿ ｒ —Ｌ
若对 Ａ相通电后 ， 获得此时位置信号为 １ １ ０ ， 同 刘 样对 Ｃ相通 电 ， 此 时转 子 顺 时针 （ 校 正 方 向非 运 行 ｉ ，
方向） 旋转， 记录此过程中 Ｖ 检测点电平由高电平 ； 等
变低 电平 时 的速 度 脉 冲个 数 。则 有 码 盘 与 转 子 相差 角度 ：
一
ｉ 苴
（ ２ ２ ． ５ 。 一 × ） ＝ ； 婺 倘
一１ ８ ． ７ ５ 。 ｊ 器
－Ｉ Ｚ＂ Ｉ
０ ． ３ ５ １ ５ ６ ２ ５ ｏ×
若△ ＞ ０ ， 则此时码盘滞后， 开通时间与关断时 ； 并
图 ７ 盘 与 转 子 关 系 图
问均需滞后脉冲 个数Ⅳ ４ ：
（ ２ ） 码 盘超 前 若对 Ａ相通 电， 获得 此 时位 置信 号为 ０ １ ０或
０ １ １ ， 之 后对 Ｃ相 通 电 ， 此 时转子顺时针 （ 校 正 方 向
以逆时针旋转为例 ， 那么其控制逻辑需要超前一定
角度 ； 反 之亦 然 。
非运行 方 向 ） 旋转 ， 记 录此 过 程 中 检 测 点 电 平 由 高 电平 变 低 电平 时 的速 度 脉 冲个 数 ， 。则 有 码 盘 与转 子相 差角 度 ：
盘 滞后 的情 况各 有 ４种情 况 ， 其分 析计 算如 下 ：
口 相
１ ８ ． ７ ５。 一 ０ ． ３５１ ５ ６２ ５ Ｘ Ｍ３
则开 通 时间 与关 断时 间均需 超前 脉 冲个数 Ⅳ ３ ：
△３ ６ １ ４ ４ Ａ ３ Ｎ３ ＝ ３ ６ ０。 ／ ６ １ ４ ４ ３ ６ ０。
ｎ ５。 × ＝
下 面 以 转 子 逆 时 针 旋 转 为例 具 体 介 绍 校 正 方 法 。 当系统 上 电 自检 无 误 后 ， 先 对 Ａ相 导 通 ， 电机 的定转 子 凸极会 对 齐 ， 可 得 图 ６中的位 置逻 辑 ， 此 时
码盘所处的位置共有 ８种情况 ， 其 中码盘超前 和码
４ １ ． ２ ５ 。一 ０ ． ３ ５ １ ５ ６ ２ ５ 。× Ｍ２
若△ ＜ ２ ２ ． ５ 。 ， 对应码盘滞后， 则△ ＞ ２ ２ ． ５ 。 ， 对 应码盘超前 ， 此时与码盘滞后等效 ， 故作统一处理 ，
开通 时 间与关 断 时间均 需超 前脉 冲个 数 Ⅳ ２ ：
触持电棚 ２ ０ １ ５ 年 第 ４ ３ 卷 第１ ０ 期
变） 。 器， 则开 通 时间 与关 断时 间均需 滞后 脉 冲个数 Ⅳｌ ：
检 测 点Ｉ
定 子—
ｌ ｌ
Ｎ １＝ ３ ６ ０。 ／ ６ １ ４ ４
△１
６ １ ４ ４ Ａ１
３ ６ ０ 。
３ ６ ０ ￣ ／ ６ １ ４ ４— ３ ６ ０ ｏ
荔
若△ ＜ ０ ， 则 此时 码盘超 前， 开 通时间 与关断时 籍
间均需超前脉冲 个数仍为Ⅳ ４ 。
（ ３ ） 转子位置校正流程 图 转子位置校正流程图如图 ８所示 。
转 子 逆 时针旋 转 的情 况 下 进 行 的 ， 如 果 实 际运 行 时 转子 顺 时针旋 转 ， 那 么 开 通 角 和关 断 角 所 要做 的 纠 正 同逆 时针旋 转 情况恰 好 相反 。 （ 下 转第 ５ ２页 ） ４ ７
△ ４
一
ｊ 象
６ １ ４ ４ ， Ａ ４ ：
（ １ ） 码盘 滞后 若对 ／ ４ 相通 电后 ， 获 得 此 时位 置信 号 为 １ ０ １或 １ ０ ０ ， 之 后 对 相 通 电 ， 此 时转 子 逆 时 针 旋 转 ， 记 录 此 过程 中 检 测 点 电平 由高 电 平 变 低 电平 时 的 速