基于分数阶Fourier变换的反电动势滤波方法.pdf

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1、EIECTRICDRIVE2010Vo1．40No．8电气传动2010年第4O卷第8期基于分数阶Fourier变换的反电动势滤波方法张淑艳，王行愚，姚晓东(华东理工大学信息科学与工程学院，上海200237)摘要：无位置B1DCM控制的关键是获得准确的转子位置信息，在深入分析BLDCM反电动势信号的基础上，结合分数阶Fourier变换在时域和频域的滤波特性，提出基于分数阶Fourier变换的反电动势滤波方法，该方法可以滤除反电动势信号中的噪声，获得完全满足实际工程需要的反电动势过零点信息。实验测试结果表明，该方法可靠、稳定。关键词：反电动势滤波；无位置控制；分数阶Fourier变换

2、；无刷直流电机中图分类号：TM921；TM35文献标识码：ABack—EMFFilteringMethodBasedonFractionalFourierTransformationZHANGShu—yan，WANGXing—yu，YA()Xiao—dong(SchoolofInformationScience&Engineering，EastChinaUniversityofScienceandTechnology，Shanghai200237，China)Abstract：Theaccuraterotorpositioniscoreofthesensorlessbrushle

3、ssIX；motor(BLDCM)contro1．Inordertoprovideaback-electromotiveforce(EMF)filteringmethodbaseonfractionalFouriertransformation(FrFr)，back-EMFsignalwasanalyzedindetail．ThemethodmakesuseoffilteringperformanceofFrFrinthetimeandfrequencydomainandcanfilternoiseandobtainthezero-crosseventaccuratelyands

4、atisfyingrequestofrealproiect．Itiswelldemonstra—tedfromexperimentthattheproposedcontrolmethodisprovidedwithdesirablereliabilityandstability．Keywords：back—electromotiveforcefiltering；sensorlesspositioncontrol；fractionalFouriertransformation(FrFT)；brushlessDCmotor(BIIX；M)近年来，人们提出了很多种获得转子位置信次上的推

5、广，是一种对信号的双域混合表征，其定号的算法]，其中，反电动势过零点检测法因其实义可参照相关文献。对信号进行FrFT即为将信现相对简单而得到广泛应用，本文在反电动势过号在时间轴上逆时针旋转a角度到U轴上的表零点检测法的框架下提出基于分数阶Fourier变示瞳]。FrFT滤波的基本原理是将观测信号在时换的反电动势滤波方法。本文利用分数阶Fou—频平面旋转一个特定的角度，实现信号与噪声或rier变换对线性调频信号具有良好滤波性能的特不同的信号分量之间在新的FrFT域上有效的滤点，将其应用于无位置BIDCM转子位置信息的波或信号分离口]。由此可知，分数阶Fourier域获取，由于B1D

6、CM的反电动势在低速区间和高滤波的关键是选取最优的阶数a对信号进行Fr—速区间具有不同的特征，将该方法划分为基于分FT变换，使信号在某一特定的分数阶Fourier域数阶Fourier变换的低速区间反电动势滤波方法上呈现出能量的聚集，从而将噪声与信号分离。和基于分数阶Fourier变换的高速区间反电动势2基于分数阶Fourier变换的反电滤波方法。实验结果表明，该方法可以有效获得动势滤波方法反电动势的过零点信息，为无位置传感器BID—CM的准确换相提供依据。由无刷直流电动机的工作原理可知，各相反电动势与转速具有如下关系：1分数阶傅立叶变换(FrFT)E一(PN／60)”(1)分数阶

7、傅立叶变换(fractionalfouriertrans—式中：为电动机转速；为主磁通；P为极对formation，FrFT)是经典Fourier变换在分数级数；N为总导体数。作者简介：张淑艳(1977一)，女，博士研究生，讲师，Email：syzhang@ecust．edu．en31电气传动2010年第4O卷第8期张淑艳，等：基于分数阶Fourier变换的反电动势滤波方法即在静止或者低速情况下反电动势信号的幅篇幅的限制，本文中不对其进行讨论。值为零或很小[1]，极容易被噪声淹没