本帖最后由 Angus 于 2021-3-25 22:19 编辑
高频注入法的三大流派： 旋转电压法，脉振法，方波注入法。
旋转电压法：
简单来说，就是给电机不同方向通电，由于不同方向电感不一样，所以电流不一样，利用这个电流差别，识别或计算出磁铁位置。
给电机通个高频旋转电压，就是快速给不同方向通电，再从电流中滤波分离出高频电流。用这个高频电流分量计算出磁铁位置。这个高频电压一般500Hz~2KHz，频率较高，电压较低，不会让电机旋转。电机旋转依然靠频率更低的旋转电流, 电机电流含有低频分量， 和高频分量。
看框图，需要三次滤波运算，一次 PI 运算，五个加法器，两个乘法器，高频电压还要单独做坐标旋转，因为与转电机的电压角度不一样，所以占用 CPU 时间较多。
为什么要乘正余弦呢？ 公式推导过程比较复杂，感兴趣的可去网上查，这里只简单说一下原理：
如果跟踪某个角度变化的向量(a,b)的角度，先估计一个角度x，与角度x 垂直的向量为( sin(x), -cos(x))，按＂两向量垂直的充要条件是数量积=0＂这一定理可知，如果 a*sin(x) -b*cos(x) = 0;则向量(a,b)的角度就是 x。 如果数量积不等于0，夹角小于90度为正，夹角大于90度为负，而且角度偏差越大，绝对值越大。 如此就可以用这个数量积，乘个系数后，去调整角度 x 的值。让角度 x 逐步逼近向量(a,b)角度，只要逼近速度快于向量变化速度，多次逼近运算后， 虽然向量(a,b)的角度总在变，但此向量的角度与估计角度x 的误差就很小。
脉振法：
既然旋转电压法的、每个方向的电压产生的电流，都可以让角度逼近，那只在 d 轴附近通高频电压好了，这样计算就简单了。
在一个假定的角度x 加个高频电压，测量高频电流向量(Ia,Ib)，如果这个假定的角度 x，刚好是磁铁方向 —— d 轴，高频电流的方向就会与高频电压一致，角度也是 x , 则电流在x 垂直方向的电流 a*sin(x) =0。
如果加电压的角度 x ，与磁铁d 轴有个角度差，则电流方向与加电压的方向 x 就不一致，这一点请查阅相关资料。当加电压的方向 x 与磁铁夹角中锐角时，则在电压方向 x 的垂直方向的电流分量 a*sin(x)， 就会是个非0值，而且这个值与“电压方向与磁铁方向的角度偏差”基本成正比，所以，可以用电流在垂直方向的分量，修正加电压的方向 x ，让其靠近磁铁方向，几次运算修正后，x 就是磁铁方向 —— d 轴。
计算只需两次滤波，一个加法器，一个乘法器，一次 PI 运算。高频电压与转电机的电压角度一致，高频电压不必单独做坐标变换，加到转电机的低频电压中一起做坐标变换，占用 CPU 时间少。
方波注入法：
方波注入，是在估计的 d 轴不停的注入两次电压，一正一负，测量这两次电流，两次电流均值认为是转电机的低频电流，这两次电流差认为是高频电流，输入到 PI 运算逼近真实 d 轴, 好处是省去了滤波器，缺点是这一正一负的通电定时，与PWM时间不一致，输出定时控制比较麻烦。
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