CN106788077A - 电机的控制方法、装置及家用电器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机的控制方法、装置及家用电器，所述方法包括以下步骤：在电机低频运行的过程中，获取电机的d轴电流和q轴电流；对d轴电流进行自适应滤波处理以获取d轴电流的谐波分量，并对q轴电流进行自适应滤波处理以获取q轴电流的谐波分量；根据d轴电流的谐波分量对d轴电流进行谐波补偿，并根据q轴电流的谐波分量对q轴电流进行谐波补偿；根据补偿后的d轴电流和d轴给定电流、补偿后的q轴电流和q轴给定电流对电机进行控制。该方法通过对d轴电流和q轴电流中的谐波进行抑制，以消除电机的相电流中的谐波含量，从而有效提高电机运行的稳定性和可靠性。

Description

电机的控制方法、装置及家用电器

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，特别涉及一种电机的控制方法、一种电机的控制装置以及一种具有该装置的家用电器。

背景技术

目前，变频已经成为制冷行业的主流，也将是未来的必然趋势。例如，变频空调已经成为空调市场的主流产品，随着变频用户的不断攀升，节能降耗的需求尤为突出，各个厂家通过各种方法提高电机能效，以制造出高能效的产品。

在变频领域中，通用的成熟的控制算法是SVPWM(Space Vector Pulse WidthModulation，空间矢量脉冲宽度调制)控制方法，主流空调厂家在SVPWM逆变调制过程中所使用的载波频率大约在6KHz左右，不同厂家的载波频率略有差异。但是在电机低频运行时，由于运行点数count＝F_carrier/F_freq(载波频率与电机的运行频率之比)足够，所以并不需要这么高的载波频率。

随着变频控制理论的成熟与发展，工程师逐渐意识到在低频率段，可以通过降低载波频率的方法来获得更高的低频能效。但是在降低电机载波频率的过程中，由于死区时间和管压降等会产生时间谐波，同时由于电机极对数和齿槽数是有限的，定子绕组的三相电流不能在有限绕组中产生圆形的旋转磁场，因而会产生空间谐波，而且这些谐波都会在永磁体的电流波形中得到体现，从而影响电机的稳定可靠运行。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电机的控制方法，通过对d轴电流和q轴电流中的谐波进行抑制，以消除电机的相电流中的谐波含量，从而有效提高电机运行的稳定性和可靠性。

本发明的另一个目的在于提出一种电机的控制装置。

本发明的又一个目的在于提出一种家用电器。

为实现上述目的，本发明一方面实施例提出了一种电机的控制方法，包括以下步骤：在电机低频运行的过程中，获取所述电机的d轴电流和q轴电流；对所述d轴电流进行自适应滤波处理以获取所述d轴电流的谐波分量，并对所述q轴电流进行自适应滤波处理以获取所述q轴电流的谐波分量；根据所述d轴电流的谐波分量对所述d轴电流进行谐波补偿，并根据所述q轴电流的谐波分量对所述q轴电流进行谐波补偿；以及根据补偿后的d轴电流和d轴给定电流、补偿后的q轴电流和q轴给定电流对所述电机进行控制。

根据本发明实施例的电机的控制方法，在电机低频运行的过程中，获取电机的d轴电流和q轴电流，并对d轴电流进行自适应滤波处理以获取d轴电流的谐波分量，以及对q轴电流进行自适应滤波处理以获取q轴电流的谐波分量，然后，根据d轴电流的谐波分量对d轴电流进行谐波补偿，并根据q轴电流的谐波分量对q轴电流进行谐波补偿，以及根据补偿后的d轴电流和d轴给定电流、补偿后的q轴电流和q轴给定电流对电机进行控制。从而通过对d轴电流和q轴电流中的谐波进行抑制，以消除电机的相电流中的谐波含量，有效提高电机运行的稳定性和可靠性。

根据本发明的一个实施例，所述对所述d轴电流进行自适应滤波处理以获取所述d轴电流的谐波分量，包括：根据所述电机的运行频率和谐波次数生成与谐波同频率的正弦信号和余弦信号；采用最小均方自适应算法调整所述正弦信号的权值和所述余弦信号的权值，以使所述d轴电流与所述正弦信号和所述余弦信号的加权和之间的差值具有最小均方误差；根据调整后的所述正弦信号的权值和所述余弦信号的权值计算所述正弦信号和所述余弦信号的加权和，以获得所述d轴电流的谐波分量。

根据本发明的一个实施例，所述对所述q轴电流进行自适应滤波处理以获取所述q轴电流的谐波分量，包括：根据所述电机的运行频率和谐波次数生成与谐波同频率的正弦信号和余弦信号；采用最小均方自适应算法调整所述正弦信号的权值和所述余弦信号的权值，以使所述q轴电流与所述正弦信号和所述余弦信号的加权和之间的差值具有最小均方误差；根据调整后的所述正弦信号的权值和所述余弦信号的权值计算所述正弦信号和所述余弦信号的加权和，以获得所述q轴电流的谐波分量。

根据本发明的一个实施例，通过以下公式调整所述正弦信号的权值和所述余弦信号的权值：

ω(k+1)＝ω(k)+2μe(k)X(k),其中，

X(k)＝[sin(2πft),cos(2πft)]

ω(k)＝[ω_1k,ω_2k]，

y(k)＝X^T(k)ω(k)

e(k)＝i(k)-y(k)

其中，ω(k+1)为k+1时刻的权矢量，sin(2πft)为所述正弦信号，cos(2πft)为所述余弦信号，f为所述电机的运行频率，t为时间，X(k)为k时刻的信号矢量，ω_1k为k时刻所述正弦信号的权值，ω_2k为k时刻所述余弦信号的权值，ω(k)为k时刻的权矢量，X^T(k)为k时刻的信号矢量的转置，y(k)为k时刻所述正弦信号和所述余弦信号的加权和，i(k)为k时刻的所述d轴电流/所述q轴电流，e(k)为k时刻所述d轴电流/所述q轴电流与所述正弦信号和所述余弦信号的加权和的差值，μ为步长。

为实现上述目的，本发明另一方面实施例提出的一种电机的控制装置，包括：电流获取模块，用于在电机低频运行的过程中，获取所述电机的d轴电流和q轴电流；自适应滤波处理模块，用于对所述d轴电流进行自适应滤波处理以获取所述d轴电流的谐波分量，并对所述q轴电流进行自适应滤波处理以获取所述q轴电流的谐波分量；谐波补偿模块，用于根据所述d轴电流的谐波分量对所述d轴电流进行谐波补偿，并根据所述q轴电流的谐波分量对所述q轴电流进行谐波补偿；以及控制模块，用于根据补偿后的d轴电流和d轴给定电流、补偿后的q轴电流和q轴给定电流对所述电机进行控制。

根据本发明实施例的电机的控制装置，在电机低频运行的过程中，通过电流获取模块获取电机的d轴电流和q轴电流，然后，自适应滤波处理模块对d轴电流进行自适应滤波处理以获取d轴电流的谐波分量，并对q轴电流进行自适应滤波处理以获取q轴电流的谐波分量，谐波补偿模块根据d轴电流的谐波分量对d轴电流进行谐波补偿，并根据q轴电流的谐波分量对q轴电流进行谐波补偿，最后，控制模块根据补偿后的d轴电流和d轴给定电流、补偿后的q轴电流和q轴给定电流对电机进行控制。从而通过对d轴电流和q轴电流中的谐波进行抑制，以消除电机的相电流中的谐波含量，有效提高电机运行的稳定性和可靠性。

根据本发明的一个实施例，所述自适应滤波处理模块包括d轴自适应滤波处理模块，所述d轴自适应滤波处理模块包括：d轴正弦信号发生模块，用于根据所述电机的运行频率和谐波次数生成与谐波同频率的正弦信号；d轴余弦信号发生模块，用于根据所述电机的运行频率和谐波次数生成与谐波同频率的余弦信号；d轴自适应调整模块，用于采用最小均方自适应算法调整所述正弦信号的权值和所述余弦信号的权值，以使所述d轴电流与所述正弦信号和所述余弦信号的加权和之间的差值具有最小均方误差；d轴谐波分量获取模块，用于根据调整后的所述正弦信号的权值和所述余弦信号的权值计算所述正弦信号和所述余弦信号的加权和，以获得所述d轴电流的谐波分量。

根据本发明的一个实施例，所述自适应滤波处理模块包括q轴自适应滤波处理模块，所述q轴自适应滤波处理模块包括：q轴正弦信号发生模块，用于根据所述电机的运行频率和谐波次数生成与谐波同频率的正弦信号；q轴余弦信号发生模块，用于根据所述电机的运行频率和谐波次数生成与谐波同频率的余弦信号；q轴自适应调整模块，用于采用最小均方自适应算法调整所述正弦信号的权值和所述余弦信号的权值，以使所述q轴电流与所述正弦信号和所述余弦信号的加权和之间的差值具有最小均方误差；q轴谐波分量获取模块，用于根据调整后的所述正弦信号的权值和所述余弦信号的权值计算所述正弦信号和所述余弦信号的加权和，以获得所述q轴电流的谐波分量。

根据本发明的一个实施例，通过以下公式调整所述正弦信号的权值和所述余弦信号的权值：

ω(k+1)＝ω(k)+2μe(k)X(k),其中，

X(k)＝[sin(2πft),cos(2πft)]

ω(k)＝[ω_1k,ω_2k]，

y(k)＝X^T(k)ω(k)

e(k)＝i(k)-y(k)

其中，ω(k+1)为k+1时刻的权矢量，sin(2πft)为所述正弦信号，cos(2πft)为所述余弦信号，f为所述电机的运行频率，t为时间，X(k)为k时刻的信号矢量，ω_1k为k时刻所述正弦信号的权值，ω_2k为k时刻所述余弦信号的权值，ω(k)为k时刻的权矢量，X^T(k)为k时刻的信号矢量的转置，y(k)为k时刻所述正弦信号和所述余弦信号的加权和，i(k)为k时刻的所述d轴电流/所述q轴电流，e(k)为k时刻所述d轴电流/所述q轴电流与所述正弦信号和所述余弦信号的加权和的差值，μ为步长。

此外，本发明的实施例还提出了一种家用电器，其包括上述的电机的控制装置。

本发明实施例的家用电器，通过上述的电机的控制装置，能够通过对d轴电流和q轴电流中的谐波进行抑制，以消除电机的相电流中的谐波含量，从而有效提高电机运行的稳定性和可靠性。

附图说明

图1是根据本发明实施例的电机的控制方法的流程图；

图2是最常见的延时线自适应滤波器；

图3是根据本发明一个实施例d轴自适应滤波处理模块的结构示意图；

图4是根据本发明一个实施例的电机的控制系统图；

图5a是根据本发明一个实施例的2.7kHz载波频率下谐波注入前q轴电压、d轴电压的波形图；

图5b是根据本发明一个实施例的获取2.7kHz载波频率下谐波注入后q轴电压、d轴电压的波形图；

图6a是根据本发明一个实施例的获取2.7kHz载波频率下6次谐波注入前电机相电流波形图；

图6b是根据本发明一个实施例的获取2.7kHz载波频率下6次谐波注入后电机相电流波形图；

图7a是根据发明一个实施例的获取2.7kHz载波频率下谐波电流抑制前q轴电流波形图；

图7b是根据发明一个实施例的获取2.7kHz载波频率下谐波电流抑制后q轴电流波形图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的电机的控制方法、电机的控制装置和具有该装置的家用电器。

图1是根据本发明实施例的电机的控制方法的流程图。如图1所示，该电机的控制方法可包括以下步骤：

S1，在电机低频运行的过程中，获取电机的d轴电流和q轴电流。

S2，对d轴电流进行自适应滤波处理以获取d轴电流的谐波分量，并对q轴电流进行自适应滤波处理以获取q轴电流的谐波分量。

具体而言，在电机低频运行的过程中，通过对电流谐波分析，发现低频运行时电机相电流中的谐波主要是5次谐波和7次谐波，而且相电流中的5次谐波和7次谐波主要体现在电机的d轴电流和q轴电流的6次谐波中，因此，通过抑制d轴电流和q轴电流中的6次谐波即可有效消除电机相电流中的谐波。

既然需要消除d轴电流和q轴电流中的6次谐波，那么就需要知道6次谐波的幅值和相位。考虑到自适应滤波是利用前一时刻已获得的滤波器参数的结果，依据某种预先确定的准则，在迭代过程中自动地调节现在时刻滤波器参数，以适应信号和噪声未知的或随时间变化的统计特性，从而实现最优滤波。而且，滤波器不需要关于输入信号的先验知识，也无需精确设计其结构和参数，因此，在本发明的实施例中，可以通过对d轴电流和q轴电流进行自适应滤波来获取d轴电流和q轴电流中的6次谐波分量。

S3，根据d轴电流的谐波分量对d轴电流进行谐波补偿，并根据q轴电流的谐波分量对q轴电流进行谐波补偿。

S4，根据补偿后的d轴电流和d轴给定电流、补偿后的q轴电流和q轴给定电流对电机进行控制。

具体而言，在获取到d轴电流和q轴电流的6次谐波分量后，通过反相位进行叠加，对d轴电流和q轴电流进行补偿，以消除d轴电流和q轴电流中的6次谐波，然后，对补偿后的d轴电流和d轴给定电流之间的差值进行PI调节以获得d轴给定电压，并对补偿后的q轴电流和q轴给定电流之间的差值进行PI调节以获得q轴给定电流，最后根据d轴给定电压和q轴给定电压对电机进行控制，从而有效消除电机相电流中的5次谐波和7次谐波，有效提高电机运行的稳定性和可靠性。

根据本发明的一个实施例，对d轴电流进行自适应滤波处理以获取d轴电流的谐波分量，包括：根据电机的运行频率和谐波次数生成与谐波同频率的正弦信号和余弦信号；采用最小均方自适应算法调整正弦信号的权值和余弦信号的权值，以使d轴电流与正弦信号和余弦信号的加权和之间的差值具有最小均方误差；根据调整后的正弦信号的权值和余弦信号的权值计算正弦信号和余弦信号的加权和，以获得d轴电流的谐波分量。

进一步地，根据本发明的一个实施例，可通过下述公式(1)调整正弦信号的权值和余弦信号的权值：

ω(k+1)＝ω(k)+2μe(k)X(k),其中，

X(k)＝[sin(2πft),cos(2πft)]

ω(k)＝[ω_1k,ω_2k] (1)

y(k)＝X^T(k)ω(k)

e(k)＝i(k)-y(k)

其中，ω(k+1)为k+1时刻的权矢量，sin(2πft)为正弦信号，cos(2πft)为余弦信号，f为电机的运行频率，t为时间，X(k)为k时刻的信号矢量，ω_1k为k时刻正弦信号的权值，ω_2k为k时刻余弦信号的权值，ω(k)为k时刻的权矢量，X^T(k)为k时刻的信号矢量的转置，y(k)为k时刻正弦信号和余弦信号的加权和，i(k)为k时刻的d轴电流，e(k)为k时刻d轴电流与正弦信号和余弦信号的加权和的差值。

具体而言，图2是最常见的延时线自适应滤波器，其输入信号x依次经过L个延时单元，在k时刻构成一个输入信号矢量X(k)，如下述公式(2)所示：

X(k)＝[x(k),x(k-1),...,x(k-L)]^T (2)

并且每个延时信号(包括零延时信号)的位置处都有一个加权抽头，这些加权抽头构成了自适应滤波器在k时刻的权矢量ω(k)，如下述公式(3)所示：

ω(k)＝[ω₁(k),ω₂(k),...,ω_L(k)]^T (3)

LMS(Least Mean Square，最小均方)自适应算法会根据误差信号e(k)和输入信号矢量X(k)自动调节权矢量ω(k)，使得延时信号的加权和y(k)(即自适应滤波器的输出)逼近一个已知的期望信号或理想信号d(k)，具体运算规则如下述公式(4)所示：

也就是说，将输入信号x(n)和理想信号d(n)送入自适应滤波器，自适应滤波器的输出y(n)不断逼近理想信号d(n)，在第n时刻两者之间的误差为e(n)，LMS自适应算法会对误差信号e(n)＝d(n)-y(n)＝d(n)-X^T(n)ω(n)两边取平方，如下述公式(5)所示：

e²(n)＝d²(n)+ω^T(n)X(n)ω(n)X^T(n)-2d(n)X^T(n)ω(n) (5)

为了获得最佳的权矢量ω(n)，一般采用梯度法在性能表面上搜索性能测量的最小值。均方误差性能表面的梯度可表示为：

因此可得到自适应滤波器的权矢量ω(n+1)：

根据延时线自适应滤波器，本发明提出了图3所示的自适应滤波器，并采用LMS自适应算法来获取d轴电流的谐波分量。

具体而言，如图3所示，首先获取电机的当前运行频率n_r，并根据当前运行频率n_r计算出6次谐波的频率f＝n_r*6，然后生成与谐波同频率的正弦信号sin(2πft)和余弦信号cos(2πft)。LMS自适应算法根据上一时刻的d轴电流与正弦信号和余弦信号的加权和的差值，调整当前时刻正弦信号的权值ω_1k和余弦信号的权值ω_2k，最后根据当前时刻正弦信号的权值和余弦信号的权值计算当前时刻正弦信号和余弦信号的加权和y(k)，即为d轴电流的谐波分量。具体计算方法如上述公式(1)所示。

根据本发明的一个实施例，对q轴电流进行自适应滤波处理以获取q轴电流的谐波分量，包括：根据电机的运行频率和谐波次数生成与谐波同频率的正弦信号和余弦信号；采用最小均方自适应算法调整正弦信号的权值和余弦信号的权值，以使q轴电流与正弦信号和余弦信号的加权和之间的差值具有最小均方误差；根据调整后的正弦信号的权值和余弦信号的权值计算正弦信号和余弦信号的加权和，以获得q轴电流的谐波分量。

进一步地，根据本发明的一个实施例，可通过下述公式(8)调整正弦信号的权值和余弦信号的权值：

ω(k+1)＝ω(k)+2μe(k)X(k),其中，

X(k)＝[sin(2πft),cos(2πft)]

ω(k)＝[ω_1k,ω_2k] (8)

y(k)＝X^T(k)ω(k)

e(k)＝i(k)-y(k)

其中，i(k)为k时刻的q轴电流，e(k)为k时刻q轴电流与正弦信号和余弦信号的加权和。

由于q轴电流的谐波分量获取方式与d轴相似，故这里不再详述。

图4是根据本发明一个实施例的电机的控制系统图。

如图4所示，转速检测模块与电机相连，通过位置传感器检测电机转子空间位置，计算获得转速信号θ和转子反馈速度nfdb，同时对检测到的电机的A相电流iAfdb和B相电流iBfdb进行Clarke变换和Park变换，以获得q轴电流iqfdb和d轴电流idfdb。

速度环PI调节模块对速度参考值nref和转子反馈速度nfdb求差后的信号进行PI调节后，输出q轴参考电流iqref。同时，通过对q轴电流iqfdb进行自适应滤波处理以获得q轴电流的谐波分量，并对d轴电流idfdb进行自适应滤波处理以获得d轴电流的谐波分量。然后，用q轴电流的谐波分量乘以一个比例系数后，对q轴电流iqfdb进行谐波补偿，以消除q轴电流中的谐波分量，并用q轴参考电流iqref减去谐波补偿后的q轴电流差值，以获得无谐波分量的误差信号，电流环PI调节模块对该误差信号进行PI调节后，输出q轴给定电压uqref，同时，用d轴电流的谐波分量乘以一个比例系数后，对d轴电流idfdb进行谐波补偿，以消除d轴电流中的谐波分量，并用d轴参考电流idref(idref＝0)减去谐波补偿后的d轴电流差值，以获得无谐波分量的误差信号，电流环PI调节模块对该误差信号进行PI调节后，输出d轴给定电压udref，控制信号生成模块根据q轴给定电压uqref和d轴给定电压udref生成SVPWM信号，通过逆变器驱动电机运转。

针对上述控制方法，利用MATLAB/SIMULINK进行仿真，其中，电机参数设置为1.5HP机型常见的范围，如：相电阻Rs＝1.3Ω，d轴电感Ld＝10mH，q轴电感Lq＝10mH，电机的反电动系数Ke＝58.67Vpeak/Krpm，极对数Pn＝2，转动惯量J＝0.00179kg.m2，负载力矩为1Nm，载波频率为2.7khz，死区时间为4us。

然后，获取2.7kHz载波频率下谐波注入前q轴电压、d轴电压的波形，如图5a所示，并获取2.7kHz载波频率下谐波注入后q轴电压、d轴电压的波形，如图5b所示，以及获取2.7kHz载波频率下6次谐波注入前电机相电流波形，如图6a所示，并获取2.7kHz载波频率下6次谐波注入后电机相电流波形，如图6b所示，以及获取2.7kHz载波频率下谐波电流抑制前q轴电流波形，如图7b所示，并获取2.7kHz载波频率下谐波电流抑制后q轴电流波形，如图7b所示，然后对获取的曲线进行对比分析。另外，选择两款空调压缩机，对6次谐波补偿前和补偿后的冷量和能效比COP进行比较，通过降低载波频率，并加入谐波补偿可以很好的提升低频能效。具体结果如表1所示：

表1

综上所述，根据本发明实施例的电机的控制方法，在电机低频运行的过程中，获取电机的d轴电流和q轴电流，并对d轴电流进行自适应滤波处理以获取d轴电流的谐波分量，以及对q轴电流进行自适应滤波处理以获取q轴电流的谐波分量，然后，根据d轴电流的谐波分量对d轴电流进行谐波补偿，并根据q轴电流的谐波分量对q轴电流进行谐波补偿，以及根据补偿后的d轴电流和d轴给定电流、补偿后的q轴电流和q轴给定电流对电机进行控制。从而通过对d轴电流和q轴电流中的谐波进行抑制，以消除电机的相电流中的谐波含量，有效提高电机运行的稳定性和可靠性。

下面结合附图来详细描述本发明实施例的电机的控制装置。如图4所示，该电机的控制装置可包括电流获取模块10、自适应滤波处理模块20、谐波补偿模块30和控制模块。

其中，电流获取模块10用于在电机低频运行的过程中，获取电机的d轴电流和q轴电流，自适应滤波处理模块20用于对d轴电流进行自适应滤波处理以获取d轴电流的谐波分量，并对q轴电流进行自适应滤波处理以获取q轴电流的谐波分量，谐波补偿模块30用于根据d轴电流的谐波分量对d轴电流进行谐波补偿，并根据q轴电流的谐波分量对q轴电流进行谐波补偿，控制模块用于根据补偿后的d轴电流和d轴给定电流、补偿后的q轴电流和q轴给定电流对电机进行控制。

根据本发明的一个实施例，如图3和图4所示，自适应滤波处理模块20包括d轴自适应滤波处理模块21，d轴自适应滤波处理模块21包括d轴正弦信号发生模块211、d轴余弦信号发生模块212、d轴自适应调整模块213、d轴谐波分量获取模块214。其中，d轴正弦信号发生模块211用于根据电机的运行频率和谐波次数生成与谐波同频率的正弦信号，d轴余弦信号发生模块212用于根据电机的运行频率和谐波次数生成与谐波同频率的余弦信号，d轴自适应调整模块213用于采用最小均方自适应算法调整正弦信号的权值和余弦信号的权值，以使d轴电流与正弦信号和余弦信号的加权和之间的差值具有最小均方误差，d轴谐波分量获取模块214用于根据调整后的正弦信号的权值和余弦信号的权值计算正弦信号和余弦信号的加权和，以获得d轴电流的谐波分量。

进一步地，根据本发明的一个实施例，d轴自适应调整模块213可通过上述公式(8)调整正弦信号的权值和余弦信号的权值。

根据本发明的一个实施例，自适应滤波处理模块20包括q轴自适应滤波处理模块22，q轴自适应滤波处理模块22包括q轴正弦信号发生模块、q轴余弦信号发生模块、q轴自适应调整模块和q轴谐波分量获取模块(图中均未示出)。其中，q轴正弦信号发生模块用于根据电机的运行频率和谐波次数生成与谐波同频率的正弦信号；q轴余弦信号发生模块用于根据电机的运行频率和谐波次数生成与谐波同频率的余弦信号；q轴自适应调整模块用于采用最小均方自适应算法调整正弦信号的权值和余弦信号的权值，以使q轴电流与正弦信号和余弦信号的加权和之间的差值具有最小均方误差；q轴谐波分量获取模块用于根据调整后的正弦信号的权值和余弦信号的权值计算正弦信号和余弦信号的加权和，以获得q轴电流的谐波分量。

进一步地，根据本发明的一个实施例，q轴自适应调整模块可通过上述公式(8)调整正弦信号的权值和余弦信号的权值。

需要说明的是，在本发明实施例的电机的控制装置中未披露的细节，请参照本发明实施例的电机的控制方法中所披露的细节，具体这里不再赘述。

根据本发明实施例的电机的控制装置，在电机低频运行的过程中，通过电流获取模块获取电机的d轴电流和q轴电流，然后，自适应滤波处理模块对d轴电流进行自适应滤波处理以获取d轴电流的谐波分量，并对q轴电流进行自适应滤波处理以获取q轴电流的谐波分量，谐波补偿模块根据d轴电流的谐波分量对d轴电流进行谐波补偿，并根据q轴电流的谐波分量对q轴电流进行谐波补偿，最后，控制模块根据补偿后的d轴电流和d轴给定电流、补偿后的q轴电流和q轴给定电流对电机进行控制。从而通过对d轴电流和q轴电流中的谐波进行抑制，以消除电机的相电流中的谐波含量，有效提高电机运行的稳定性和可靠性。

此外，本发明的实施例还提出了一种家用电器，其包括上述的电机的控制装置。

本发明实施例的家用电器，通过上述的电机的控制装置，能够通过对d轴电流和q轴电流中的谐波进行抑制，以消除电机的相电流中的谐波含量，从而有效提高电机运行的稳定性和可靠性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种电机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

在电机低频运行的过程中，获取所述电机的d轴电流和q轴电流；

对所述d轴电流进行自适应滤波处理以获取所述d轴电流的谐波分量，并对所述q轴电流进行自适应滤波处理以获取所述q轴电流的谐波分量；

根据所述d轴电流的谐波分量对所述d轴电流进行谐波补偿，并根据所述q轴电流的谐波分量对所述q轴电流进行谐波补偿；以及

根据补偿后的d轴电流和d轴给定电流、补偿后的q轴电流和q轴给定电流对所述电机进行控制。

2.如权利要求1所述的电机的控制方法，其特征在于，所述对所述d轴电流进行自适应滤波处理以获取所述d轴电流的谐波分量，包括：

根据所述电机的运行频率和谐波次数生成与谐波同频率的正弦信号和余弦信号；

采用最小均方自适应算法调整所述正弦信号的权值和所述余弦信号的权值，以使所述d轴电流与所述正弦信号和所述余弦信号的加权和之间的差值具有最小均方误差；

根据调整后的所述正弦信号的权值和所述余弦信号的权值计算所述正弦信号和所述余弦信号的加权和，以获得所述d轴电流的谐波分量。

3.如权利要求1或2所述的电机的控制方法，其特征在于，所述对所述q轴电流进行自适应滤波处理以获取所述q轴电流的谐波分量，包括：

根据所述电机的运行频率和谐波次数生成与谐波同频率的正弦信号和余弦信号；

采用最小均方自适应算法调整所述正弦信号的权值和所述余弦信号的权值，以使所述q轴电流与所述正弦信号和所述余弦信号的加权和之间的差值具有最小均方误差；

根据调整后的所述正弦信号的权值和所述余弦信号的权值计算所述正弦信号和所述余弦信号的加权和，以获得所述q轴电流的谐波分量。

4.如权利要求3所述的电机的控制方法，其特征在于，通过以下公式调整所述正弦信号的权值和所述余弦信号的权值：

ω(k+1)＝ω(k)+2μe(k)X(k),其中，

$\begin{array}{c}X\left(k\right)=\[\sin \left(2\mathrm{\π}ft\right),\cos \left(2\mathrm{\π}ft\right)\]\\ \mathrm{\ω}\left(k\right)=\[{\mathrm{\ω}}_{1k},{\mathrm{\ω}}_{2k}\]\\ y\left(k\right)=X^T\left(k\right)\mathrm{\ω}\left(k\right)\\ e\left(k\right)=i\left(k\right)-y\left(k\right)\end{array},$

其中，ω(k+1)为k+1时刻的权矢量，sin(2πft)为所述正弦信号，cos(2πft)为所述余弦信号，f为所述电机的运行频率，t为时间，X(k)为k时刻的信号矢量，ω_1k为k时刻所述正弦信号的权值，ω_2k为k时刻所述余弦信号的权值，ω(k)为k时刻的权矢量，X^T(k)为k时刻的信号矢量的转置，y(k)为k时刻所述正弦信号和所述余弦信号的加权和，i(k)为k时刻的所述d轴电流/所述q轴电流，e(k)为k时刻所述d轴电流/所述q轴电流与所述正弦信号和所述余弦信号的加权和的差值，μ为步长。

5.一种电机的控制装置，其特征在于，包括：

电流获取模块，用于在电机低频运行的过程中，获取所述电机的d轴电流和q轴电流；

自适应滤波处理模块，用于对所述d轴电流进行自适应滤波处理以获取所述d轴电流的谐波分量，并对所述q轴电流进行自适应滤波处理以获取所述q轴电流的谐波分量；

谐波补偿模块，用于根据所述d轴电流的谐波分量对所述d轴电流进行谐波补偿，并根据所述q轴电流的谐波分量对所述q轴电流进行谐波补偿；以及

控制模块，用于根据补偿后的d轴电流和d轴给定电流、补偿后的q轴电流和q轴给定电流对所述电机进行控制。

6.如权利要求5所述的电机的控制装置，其特征在于，所述自适应滤波处理模块包括d轴自适应滤波处理模块，所述d轴自适应滤波处理模块包括：

d轴正弦信号发生模块，用于根据所述电机的运行频率和谐波次数生成与谐波同频率的正弦信号；

d轴余弦信号发生模块，用于根据所述电机的运行频率和谐波次数生成与谐波同频率的余弦信号；

d轴自适应调整模块，用于采用最小均方自适应算法调整所述正弦信号的权值和所述余弦信号的权值，以使所述d轴电流与所述正弦信号和所述余弦信号的加权和之间的差值具有最小均方误差；

d轴谐波分量获取模块，用于根据调整后的所述正弦信号的权值和所述余弦信号的权值计算所述正弦信号和所述余弦信号的加权和，以获得所述d轴电流的谐波分量。

7.如权利要求5或6所述的电机的控制装置，其特征在于，所述自适应滤波处理模块包括q轴自适应滤波处理模块，所述q轴自适应滤波处理模块包括：

q轴正弦信号发生模块，用于根据所述电机的运行频率和谐波次数生成与谐波同频率的正弦信号；

q轴余弦信号发生模块，用于根据所述电机的运行频率和谐波次数生成与谐波同频率的余弦信号；

q轴自适应调整模块，用于采用最小均方自适应算法调整所述正弦信号的权值和所述余弦信号的权值，以使所述q轴电流与所述正弦信号和所述余弦信号的加权和之间的差值具有最小均方误差；

q轴谐波分量获取模块，用于根据调整后的所述正弦信号的权值和所述余弦信号的权值计算所述正弦信号和所述余弦信号的加权和，以获得所述q轴电流的谐波分量。

8.如权利要求7所述的电机的控制装置，其特征在于，通过以下公式调整所述正弦信号的权值和所述余弦信号的权值：

ω(k+1)＝ω(k)+2μe(k)X(k),其中，

$\begin{array}{c}X\left(k\right)=\[\sin \left(2\mathrm{\π}ft\right),\cos \left(2\mathrm{\π}ft\right)\]\\ \mathrm{\ω}\left(k\right)=\[{\mathrm{\ω}}_{1k},{\mathrm{\ω}}_{2k}\]\\ y\left(k\right)=X^T\left(k\right)\mathrm{\ω}\left(k\right)\\ e\left(k\right)=i\left(k\right)-y\left(k\right)\end{array},$

其中，ω(k+1)为k+1时刻的权矢量，sin(2πft)为所述正弦信号，cos(2πft)为所述余弦信号，f为所述电机的运行频率，t为时间，X(k)为k时刻的信号矢量，ω_1k为k时刻所述正弦信号的权值，ω_2k为k时刻所述余弦信号的权值，ω(k)为k时刻的权矢量，X^T(k)为k时刻的信号矢量的转置，y(k)为k时刻所述正弦信号和所述余弦信号的加权和，i(k)为k时刻的所述d轴电流/所述q轴电流，e(k)为k时刻所述d轴电流/所述q轴电流与所述正弦信号和所述余弦信号的加权和的差值，μ为步长。

9.一种家用电器，其特征在于，包括如权利要求5-8中任一项所述的电机的控制装置。