一、原理介绍

高频脉振方波注入法，改变传统方法从估计q轴提取误差信号的形式，通过对alpha/beta轴电流信号进行处理，提出其中的转子位置信号。本次仿真中包含三种ab轴信号处理方法。

本文仿真中方波注入频率与开关频率保持一致，均为10kHz，其注入示意图如下。

二、仿真模型

在MATLAB/simulink里面验证所提算法，搭建仿真。仿真中转速、电流环部分控制周期为1e-4，涉及脉振注入部分计算周期为5e-5，电机部分计算周期为5e-7。仿真模型如下所示：

仿真工况：电机空载零速启动，0s阶跃给定转速100rpm，0.5s阶跃给定转速200rpm，1s阶跃给定转速300rpm

2.1给定转速、实际转速和估计转速

2.2估计转速与实际转速误差

2.3估计转角与实际转角

2.4估计转角与实际转角误差

仿真工况：电机带载零速启动，0s阶跃给定转速100rpm，0.75s增加阶跃负载

2.5给定转速、实际转速和估计转速

2.6估计转角与实际转角误差

仿真工况：电机带载零速启动，0s阶跃给定转速100rpm，0.75s给定转速阶跃至-100rpm

2.7给定转速、实际转速和估计转速

2.8估计转角与实际转角误差

在本次仿真工况1中可以看出，转子位置误差会随着转速升高而增加，这是由于在信号处理过程中引入了低通滤波器，优点是滤波器后转子位置误差信号中的高频噪声得到滤除，PLL系数可以进一步增大，提升系统动态性能，相较于其他信号处理方法，该方法在转速、负载变化时，估计转子位置和转速误差均减小；缺点就是低通的相位滞后特性导致转子位置误差随转速增加，不过在300rpm时转子位置误差仅0.04rad对系统稳定性影响非常小。