本發明公開了一種同步基頻提取濾波器，該濾波器為一閉環控制，包括正弦支路和余弦支路；輸入端信號X(t)與輸出端信號X^*做差后乘上濾波器增益得x(t)，x(t)乘上同步基頻提取濾波器跟蹤的輸入信號頻率ω₀得a(t)，a(t)經過正弦和余弦兩個支路，正弦支路由a(t)乘上參考信號sin(ω₀t)得a(t)₁；a(t)₁經積分環節得b(t)₁；b(t)₁再與參考信號sin(ω₀t)相乘得c(t)₁；余弦支路由a(t)乘上參考信號cos(ω₀t)得a(t)₂；a(t)₂經積分環節得b(t)₂；b(t)₂再與參考信號cos(ω₀t)相乘得c(t)₂；將正弦和余弦支路相加得到濾波器輸出端信號X^*，X^*反饋到輸入端，構成完整的閉環控制。本發明濾波器能夠消除輸入高頻諧波，提取基波分量，實現無相移濾波功能，從而提高控制精度，且具有較高的通頻帶，系統易于穩定；且具有較高的普適性。

技術領域

本發明涉及一種同步基頻提取濾波器，屬于信號處理中的濾波器技術領域。

背景技術

永磁同步電機具有高效率、高功率密度、無碳刷等優點，在伺服場合獲得了廣泛應用。在伺服應用技術領域，分位置傳感器控制與無位置控制兩種。機械傳感器檢測電機轉子位置，通過對轉子位置的微分計算轉子轉速，得到的轉速值往往存在較大的噪聲；無位置傳感器控制估計到的反電勢受系統量化誤差等因素的影響，存在較大的噪聲，直接用反電勢反正切得到電機轉子位置，微分計算得轉子轉速，轉速值也會存在較大的噪聲。這種噪聲經過速度環的調節放大作用，會引起速度環輸出亦即電流指令信號出現更大的毛刺，使電機出現劇烈的噪聲。

降低速度調節器增益可以在一定程度上減小這種噪聲，但增益的降低會減慢系統對指令信號的跟隨速度，犧牲了系統動態性能，顯然不適合需要快速響應的伺服場合。實際應用場合中，通常采用低通濾波器對信號進行處理，這樣的處理方式簡單易行，計算量少，但會帶來較大的延時，而延時的出現同樣會降低系統動態性能。