CN107786139A - 确定电机参数的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种确定电机的至少一种参数(如电感)的系统和方法。电感可基于一种或多种数字采样的电机绕组电流来确定。数字滤波器可以应用于数字样本，以确定所述电机绕组电流的斜率。数字滤波器可包括最小二乘法拟合，可应用于数字样本，如确定所述电机绕组电流的斜率。最小二乘法拟合可以基于例如时间的平均值、电流的平均值、时间平方的平均值和时间和电流的乘积的平均值的中心趋势的计算来确定。可以递归地确定平均值以提供改进的计算速度。

Description

确定电机参数的系统和方法

技术领域

本公开涉及用于确定一种或多种电机参数(例如AC电机中的电感)以提供改进的电机控制的系统和方法。

背景技术

AC电机用于各种工业和消费类应用。电机将电能转换为旋转机械能。交流电(AC)电机可包括位于固定定子和转子上的电机绕组，包括包括载流导体、永磁体或其它用于产生旋转磁场的构件。在操作过程中，可以向电机绕组提供交流电以产生磁场，这又可以导致转子旋转，例如用于转动电机轴。在某些电机系统中，电动控制回路可以例如通过确保相电流遵循参考来确保电机的正常运行。电流控制回路中参数的调谐可基于电机参数，例如电感、电阻或磁化强度。然而，由于电机参数通常是未知的，因此通常不可能优化电流控制回路的调谐。

发明内容

除了别的以外，本发明人已经认识到，需要一种技术来快速准确地确定电机参数，以便在电机运行期间提供电流控制回路的最佳调谐。例如，可以根据确定的电机参数优化上升时间，超调或建立时间。电机的非线性行为可以根据确定的电机参数进行补偿。例如，电机产生的扭矩可能是电机电流的非线性功能，因为电机的电感饱和。在电感被确定的这样例子中，由电机产生的扭矩可以被补偿，以始终与电机电流具有线性关系。对于非线性行为的这种补偿在汽车应用或起重/起重机应用中可能是重要的。在某些系统中，可以监控电机绕组中的电流或电压，并且如果电流的平均值或电压超过阈值可以触发故障状态，使电机可以断电以避免不安全的情况。在许多系统中，电压和电流的平均值可以根据每个调制脉冲周期采样一次确定，并且足以进行保护。然而，在高性能系统中，可能需要电流或电压的第一导数来提高性能。发电机绕组电流中的电流斜率可以指示故障条件是否存在，因为通常绕组的电感限制绕组电流的斜率。如果绕组短路，绕组的电感将减小，从而增加电流的斜率，从而指示故障状态。然而，绕组电流的斜率容易发生高频噪声，并且来自电源逆变器的电气噪声可以耦合到反馈路径中并导致误差。在一般情况下，绕组电流的斜率不适合电感估计，所以可以使用的替代方法可以包括AC信号注入或单独的电流导数传感器，如罗格斯基线圈。本发明人尤其认识到，需要一种用于确定电机绕组中电流的斜率的改进技术，并且在确定一种或多种电机参数例如电感中。

除其他外，本公开可以提供，基于过采样电机绕组中的电流、以在电机运行和过载保护期间提供电流控制回路的最佳调谐来确定电机参数的改善的技术。

在一个方面中，本公开可表征在电机控制系统中例如使用自适应滤波器来确定至少一种电机参数的方法。该方法可包括对供应至至少一个电机绕组的至少一种相电流采样，以形成一组采样的数据点。该方法还可包括使用拟合功能分析所述采样的数据点组。该方法还可包括基于开启和关闭所述至少一个电机绕组的至少一种相电压来选择至少一个拟合窗口。至少一个拟合窗口可被选择为排除所述至少一种相电流的至少一个瞬态分量，并且包括所述采样的数据点的亚组。该方法还可包括将对应于所述至少一个拟合窗口的采样的数据点亚组进行滤波，以确定所述拟合功能的至少一种参数。该方法还可包括基于确定的拟合功能的至少一种参数确定至少一种电机参数。拟合功能可以是线性功能。拟合功能的至少一种参数可包括线性功能的斜率。拟合功能的至少一种参数可包括线性功能的偏移。该方法还可包括分别基于相电流、时间、相电流和时间的乘积和时间的平方的中心趋势来确定所述线性功能的斜率和偏移，其中所述中心趋势递归地确定。该方法还可包括基于时间的平均值的平方、时间平方的平均值、时间的平均值和相电流的平均值的乘积、和时间和相电流的乘积的平均值来确定所述线性功能的斜率和偏移。至少一个拟合窗口可基于脉宽调制同步脉冲来确定。至少一个拟合窗口还可基于所述至少一个电机绕组的切换状态而确定。对采样的数据点亚组进行滤波可包括进行最小二乘法拟合。以每个脉冲宽度调制周期至少两个样本的速率可对相电流过采样。该方法还可包括基于所述拟合确定对应于所述至少一个瞬态分量的采样的数据点的相电流。至少一种电机参数可包括电感、电阻或磁化强度中的一种或多种。

在一个方面中，本公开可表征例如使用自适应滤波器确定至少一种电机参数的电机控制系统。电机控制系统可包括电源电路，可被构造为将相电压递送至电机绕组，所述相电压使相电流在所述电机绕组中流动。电机控制系统还可包括电流传感器，可被构造为传感在所述电机绕组中流动的相电流。电机控制系统还可包括采样电路，可被构造为将所述传感的相电流转化为一组采样的数据点。电机控制系统还可包括脉宽调制定时电路，用于控制递送至所述电机绕组的相电流的定时，所述脉宽调制定时电路确定至少一个拟合窗口，所述至少一个拟合窗口排除至少一个瞬态分量，并且确定所述采样的数据点的亚组。电机控制系统还可包括自适应滤波器，可被构造为对对应于至少一个拟合窗口的所述采样的数据点的亚组进行滤波，滤波确定拟合功能的至少一种参数。电机控制系统还可包括电机控制器，可被构造为基于所述确定的拟合功能的至少一种参数来确定所述至少一种电机参数。拟合功能可线性功能。拟合功能的至少一种参数可包括线性功能的斜率。拟合功能的至少一种参数可包括线性功能的偏移。自适应滤波器可被构造为分别基于相电流、时间、相电流和时间的乘积和时间的平方的中心趋势来确定所述线性功能的斜率和偏移，例如其中中心趋势可以递归地确定。至少一种电机参数可包括电感、电阻或磁化强度中的一种或多种。至少一种电机参数可包括磁链。

在一个方面中，本公开可表征在电机控制系统中例如使用自适应滤波器来确定至少一种电机参数的方法。该方法可包括对供应至至少一个电机绕组的至少一种相电流采样，以形成一组采样的数据点。该方法还可包括基于开启和关闭所述至少一个电机绕组的至少一种相电压来选择至少一个拟合窗口，至少一个拟合窗口被选择为排除所述至少一种相电流的至少一个瞬态分量，并且包括所述采样的数据点的亚组。该方法还可包括将对应于所述至少一个拟合窗口的采样的数据点亚组进行滤波，以确定线性功能的斜率和偏移中的一种或多种。该方法还可包括基于确定的拟合功能的至少一种参数确定至少一种电机参数。该方法还可包括基于确定的至少一种电机参数确定电机状态。该方法还可包括分别基于相电流、时间、相电流和时间的乘积和时间的平方的中心趋势来确定所述线性功能的斜率和偏移中的一种或多种，其中中心趋势可以递归地确定。

在一个方面中，本公开可表征确定至少一种电机参数的电机控制系统。电机控制系统可包括装置，用于对供应至至少一个电机绕组的至少一种相电流采样以形成一组采样的数据点。用于采样的装置可包括采样电路，例如逆变器反馈电路130、模数转换器155和/或采样定时器140，如图1所示。电机控制系统还可包括装置，用于使用拟合功能分析所述采样的数据点组。用于分析的装置可包括自适应滤波器，例如数字滤波器150，如图1所示。电机控制系统还可包括装置，用于基于确定的拟合功能的至少一种参数来确定至少一种电机参数。用于确定的装置可包括电机控制电路185，如图1所示。

在详细描述和所附权利要求中提供了本公开的进一步特征，除非另有明确指出，否则本文中的其它内容可以任选地以任何排列或组合彼此组合。

附图说明

现在将参考附图以举例的方式描述本公开，其中：

图1描述电机控制系统的图。

图2描述一组电机绕组的图。

图3描述电压矢量和对应施加电压值电机绕组的表。

图4A-4C描述施加至电机绕组的电压矢量的例子。

图5描述施加至电机绕组的电压矢量的顺序。

图6是显示最小二乘法拟合一组数字样本的图。

图7描述在整个PWM切换周期期间的电机绕组电流波形和一系列最小二乘法拟合的例子。

图7A描述采样窗口的例子。

图8描述最小二乘法拟合电机绕组电流的数字样本的例子。

图9描述操作电机控制系统以确定至少一种电机参数的方法。

图9A描述在电机绕组中表达电感的例子。

图9B描述电机绕组的电压矢量和电感的对应表达的表。

图10描述示出了用于执行最小二乘法拟合到电机绕组电流的一组数字样本的自适应滤波器的实现的图。

图11描述示出了用于执行电机绕组电流的一组数字样本的最小二乘法拟合的自适应滤波器的实现的图。

具体实施方式

电流控制回路可以确保电机的正常运行，例如确保相电流遵循参考。电流控制回路中的参数调谐可以基于电动参数，如电感、电阻或磁化强度。然而，由于电机参数通常是未知的，因此通常不可能优化电流控制回路的调谐。下面描述的是确定电机参数的方法，以便在电机运行期间提供电流控制回路的最佳调谐。图1示出电机控制系统100的例子。电机控制系统100可包括电机105、一种或多种传感器110、电源逆变器115、一种或多种门驱动器120、控制电路125、逆变器反馈电路130和电机控制电路185。电源逆变器可包括一种或多种晶体管116。逆变器控制电路可包括一种或多种脉宽调制定时器135、一种或多种采样定时器140、数据端口145、一种或多种数字滤波器150和模数转换器155。DC总线可电耦合电源逆变器115和晶体管116。晶体管116可电耦合电机105的绕组。传感器110可耦合电源逆变器115和电机105之间的电连接。电流传感器可以电耦合或磁耦合电源逆变器115和电机105之间的连接。另外，电流传感器可电耦合逆变器反馈电路130。逆变器反馈电路130可电耦合控制电路125。控制电路125可电耦合门驱动器120和电机控制电路185。门驱动器120可电耦合晶体管116的门极。PWM定时器135、采样定时器140、数据端口145和数字滤波器150可以通过公用总线彼此电连接。模数转换器155可电耦合数字滤波器150和逆变器反馈电路130。在操作过程中，晶体管116可以从DC电源总线接收直流电力，并向电机105提供AC电力。控制电路125可以向门驱动器120提供一种或多种控制信号，并且门驱动器120可以激励晶体管116的栅极，以便向电机105的绕组提供一系列电脉冲，以使得电机105的转子转动。传感器110可感测与电机绕组相关联的电流或电压，并向逆变器反馈电路130提供传感信号。逆变器反馈电路130可以向模数转换器155提供传感信号。模数转换器155可以将传感信号转换成数字样本。模数转换器155可以被构造为过采样传感信号。过采样可以包括采样传感信号多个PWM周期。数字滤波器150可以接收数字样本，并且可以将数字滤波器应用于数字化的传感信号。例如，数字滤波器可以将最小平均二乘拟合应用于接收到的信号。采样定时器140可产生定时信号用于PWM定时器135、数据端口145、模数转换器155和数字滤波器150。采样定时器可以利用PWM定时信息，以避免由晶体管116的切换产生的噪声。电机控制电路185可以例如通过数据端口145向控制电路125提供高级控制算法。

图2示出电机绕组200的例子。电机绕组200可包括第一电机绕组210、第二电机绕组220和第三电机绕组230。在例子中，电机200可包括任何数量的绕组。第一电机绕组可包括电感L_a、电阻R_S和电动势e_a。第二电机绕组可包括电感L_b、电阻R_S和电动势e_b。第三电机绕组可包括电感L_c、电阻R_S和电动势e_c。在操作过程中，PMW定时器135可提供一种或多种定时信号至门驱动器120，例如可控制晶体管116以调整施加到电机绕组210,220和230的电压，以使发电机绕组中的电流流动，这反过来使得电机105的转子转动。例如，具有三个电机绕组的电机可以具有对应于各种电压矢量的多个切换状态，包括图3所示那些。图3示出电压矢量和对应施加电压值电机绕组200是表300。例如，图3示出电压矢量V₁₀₀，其对应于施加电压V_dc至第一电机绕组210，并且施加0电压至第二电机绕组220和第三电机绕组230。图4A示出施加至电机绕组200的电压矢量V₁₀₀的例子，其中电压V_dc施加至第一电机绕组210，并且0伏特的电压施加至第二电机绕组220和第三电机绕组230。图4B示出施加至电机绕组200的电压矢量V₁₁₀的例子，其中电压V_dc施加至第一电机绕组210和第二电机绕组220，并且0伏特的电压施加至第三电机绕组230。图4C示出施加至电机绕组200的电压矢量V₀₀₀的例子，其中0伏特的电压施加至第一电机绕组210、第二电机绕组220和第三电机绕组230。

图5示出施加至电机绕组200使电机转子105转动的电压矢量的顺序的概念范例。图5的上部510描述作为时间的函数绘制的可施加至电机绕组200的电压矢量。图5的下部520描述响应于所施加的电压矢量可能在第一电机绕组210中流动的电流。在第一区域A中，电压矢量V₀₀₀通过施加0伏特至第一电机绕组210、施加0伏特至第二电机绕组220、和施加0伏特至第三电机绕组230而施加至电机绕组。在第二区域B和第六区域F中，电压矢量V₁₀₀通过施加V_dc至第一电机绕组210、施加0伏特至第二电机绕组220、和施加0伏特至第三电机绕组230而施加至电机绕组。在第三区域C和第五区域E中，电压矢量V₁₁₀通过施加电压V_dc至第一电机绕组210、施加电压V_dc至第二电机绕组220、和施加0伏特至第三电机绕组230而施加至电机绕组。在第四区域D中，电压矢量V₁₁₁通过施加电压V_dc至第一电机绕组210、第二电机绕组220和第三电机绕组230而施加至电机绕组。

图6示出施加至一组数字样本610以确定穿过电机绕组的相电流的斜率和偏移的最小平均二乘拟合的概念范例600。数字样本610可具有时间值(例如t₀…t_M)和相电流值(例如Y₀…Y_M)以及T_s的采样周期。数字样本可以由模数转换器155提供给数字滤波器150。数字滤波器150可被构造为确定具有参数α₀和α₁的线性等式的斜率和偏移。数字滤波器150可以基于以下等式确定偏移和斜率：

例如，斜率α₁可基于时间平均值的平方、时间平方的平均值、时间和相电流的乘积的平均值、以及电流的平均值和时间的平均值的乘积来确定。偏移α₀可基于相电流的平均值、和时间的平均值、和确定的斜率α₁来确定。斜率和偏移可递归地确定。电流的平均值可以提供给电机控制电路185，例如用于电机控制的目的。确定的斜率α₁和确定的偏移α₀可提供至电机控制电路185，并且电机控制电路185可确定至少一种电机参数，例如部分基于提供的斜率α₁和偏移α₀。在例子中，数字样本的时间值可定义为使得在其中的这种例子中，偏移和斜率可以通过以下等式来确定：

图7描述在整个PWM切换周期期间的电机绕组电流波形的例子。电机绕组电流波形700可包括数字样本710。发电机绕组电流波形可以具有六个不同的区域，每个区域对应于电源逆变器的切换状态，如图2所示的切换状态。数字样本的每个区域都可以适用于线性等式715，例如使用最小二乘法拟合。最小二乘法拟合可应用于每个区域的一个亚组，以避免包括与改变施加到电机绕组200的电压相关联的瞬变。电机参数可基于所述电机绕组电流的确定斜率来确定。

图7A描述与电源逆变器的切换状态对应的电机绕组电流波形750的例子，如图7的区域D所示。电机绕组电流波形可包括数字样本710、过渡区域735、空白窗口736和采样窗口720。过渡区域735可以在电源逆变器的切换状态的变化期间发生，并且如果适用于包含过渡区735的一组数字样本，可能会对最小二乘法拟合产生不利影响。空白窗口736可以定义区域，例如其中瞬变可能存在于测量的相电流中，并且采样窗口720可以选择定义区域，其中瞬变可能不存在。数字样本710可以在采样窗口720期间收集，但不能在空白窗口736期间收集，例如以避免数字样本710中包含的瞬变。拟合窗口例如其中可施加最小二乘法拟合，可包括在采样窗口期间获取数字样本710。

图8描述最小二乘法拟合电机绕组电流的数字样本的图800。图800包括基于最小二乘法拟合的结果的数字样本810和具有斜率和偏移的线820的集合。

图9示出确定至少一种电机参数的电机控制系统100的操作方法。模数转换器155可以对由逆变器反馈电路130提供的绕组电流进行过采样，以获取数字样本(步骤910)。例如，对于电源逆变器115的每个切换状态，过采样可以包括采样绕组电流多于一次。可以针对电源逆变器115的每个切换状态来确定拟合窗口(步骤920)。可以选择拟合窗口以排除诸如可以由电源逆变器115的晶体管116中的变化引起的瞬态行为。最小二乘法拟合可实施于数字样本(步骤930)。例如，可以对应于电源逆变器115的切换状态的每个拟合窗口执行最小二乘法拟合。在一些实施方案中，绕组电流的斜率可基于最小二乘法拟合确定(步骤940)。最小二乘法拟合可以基于平均值的递归计算递归地实现。例如，平均值可以基于以下等式递归计算：

其中是基于第一至n^th数字样本的平均值，并且n可以在1到M的范围内，其中M是获得的数字样本的数量并且发电机参数可以基于绕组电流的确定的斜率来确定(步骤950)。在电机105的操作期间，可以为每个施加的电压矢量确定等式系统。电机绕组的电感可以根据电机绕组中的两个切换状态的电流的斜率来确定(例如电压矢量V₁₀₀和V₀₀₀)。电机绕组中的电流的斜率可以通过在电机绕组中数字采样、并应用最小二乘法拟合来确定。对电压矢量V₁₀₀，下等式可以描述图4A所示的系统：

对于电压矢量V₀₀₀，以下等式可以描述图4C所示的系统：

电机绕组的电阻可被忽略，并且对于与电压矢量V₁₀₀和V₀₀₀对应的两个切换状态，反电动势电压可以被假定为相同(例如 以及)。基于这一假设，描述应用电压矢量V₁₀₀系统的方程式并且V₀₀₀可以简化如下:

可以通过定义当前偏差中的以下差异来进一步简化这些方程：

基于电流偏差的定义差异，描述应用电压矢量V₁₀₀系统的方程式并且V₀₀₀可以进一步简化如下：

图9B示出对应于6种有效电压矢量的电感L_a,L_b和L_c的一组等式的表900。

在电机没有显着性(saliency)的情况下，L_a＝L_b＝L_c＝L，并且电感可以从上述任何一种简化等式确定如下：

其中电机具有显着性的情况下，L_a,L_b和L_c不相等，并且电机绕组的电感可以基于与一种有效电压矢量和V₀₀₀相对应的切换状态、并且通过考虑转子的位置来确定。可以将转子位置假定为在对应于所施加的电压矢量的两个切换状态之间恒定。电感可以简化如下:

L_a＝L₀+ΔL·cos(2·PP·θ_r)＝L₀+ΔL·k_a

其中θ_r表示转子的角度，并且PP表示代表一些极对。

电感的表示可以进一步简化如下:

其中当转子与电机绕组对准时L_d表示电感，并且当转子与电机绕组之间的间隙对准时L_q表示电感。上述等式描述电感可以进一步简化如下:

L_a＝L_d·k_ad+L_q·k_aq

L_b＝L_d·k_bd+L_q·k_bq

L_c＝L_d·k_cd+L_q·k_cq

其中和将这些修改后的电感等式代入图9B中的一般等式，电感L_d和L_q可以如图9A所示确定。

在其中转子位置不知道的实例中，电机绕组的电感可以根据电机绕组中的三个切换状态的电流的斜率来确定(例如电压矢量V₁₀₀,V₀₀₀和V₁₁₀)。电机绕组中的电流斜率可以通过数字采样发电机绕组中的电流、并应用最小二乘法拟合来确定。对于电压矢量V₁₁₀，以下等式可以描述图4B所示的系统：

电机绕组的电阻可忽略，并且对于与电压矢量V₁₀₀,V₀₀₀和V₁₁₀相对应的三个切换状态，反电动势电压可以被假定为相同(例如和)。基于这一假设，描述应用电压矢量V₁₁₀系统的等式并且V₀₀₀可以简化如下:

通过定义电流偏差中的以下差异可以进一步简化这些方程式：

基于电流偏差的定义差异，描述应用电压矢量V₁₁₀系统的方程式并且V₀₀₀可以进一步简化如下:

上面三个等式，结合以前为应用电压矢量V₁₀₀确定的三等式，并且V₀₀₀可用于根据电机绕组中的电流的斜率来确定电机绕组的电感，其应用电压如下：

如果电感随电流而变化，则可能表示饱和状态。可以使用确定的电感来检测转子脱磁强度、隔离故障和绕组短路等故障状况。高等级(例如非线性)自适应滤波器可以用于将非线性功能装配到电机绕组电流，例如确定电机绕组电流的第二级效应，例如一种或多种切换瞬变例如可由于电缆电容和磁芯损耗。

电机绕组的电阻和电机绕组的反电动势电压可以基于以下等式确定：

其中v_an表示穿过第一电机绕组的电压，如图2所示的电机绕组210，i_a表示在第一电机绕组中流动的电流，e_a表示第一电机绕组中的反电动势，R_a表示第一电机绕组的电阻，L_a表示第一电机绕组的电感，表示第一电机绕组中的电流斜率，v_bn表示穿过第二电机绕组的电压，如图2所示的电机绕组220，i_b表示在第二电机绕组中流动的电流，e_b表示第二电机绕组中的反电动势，R_b表示第二电机绕组的电阻，L_b表示第二电机绕组的电感，表示第二电机绕组中的电流斜率，v_cn表示穿过第三电机绕组的电压，如图2所示的电机绕组230，i_c是流动在第三电机绕组的电流，e_c表示第三电机绕组中的反电动势，R_c表示第三电机绕组的电阻，L_c表示第三电机绕组的电感，表示第三电机绕组中的电流斜率。电感L_a,L_b和L_c可以如上所述确定电流、电压，并且可以如上所述测量电流的斜率，发电机绕组中的电阻可以假定为相等(例如R_a＝R_b＝R_c)，并且各绕组中的反电动势可以简化如下:

e_a＝k_e·PP·ω_，·sin(PP·θ_r)

其中ω_r表示转子的角速度，θ_r表示转子的角位置并且PP表示极对数。基于上述等式，可以确定电阻R和反电动势e_a,e_b和e_c。在这样一个例子中，可以确定其中电机参数，如电阻、电感和反电动势，可以调整电机的电流控制回路，例如基于确定的电机参数来提供电流控制回路的最佳调谐。例如，可以根据确定的电机参数优化上升时间，超调或建立时间。在这样一个例子中，可以确定其中电机参数，如电阻、电感和反电动势，电机的非线性行为可以根据确定的电机参数进行补偿。例如，可以基于所确定的电感来确定由电机产生的扭矩，并且可以相应地调整电流控制回路以进行补偿。可以使用上述方法来确定电机运行期间的电机参数，并且可以允许电动控制回路参数的周期性调整以补偿电机参数的变化，例如由于温度或年龄。

图10是示出实现自适应滤波器1000以进行最小二乘法拟合电机绕组电流的一组数字样本的图。线性功能可具有斜率α₁和偏移α₀。自适应滤波器1000可包括模数转换器(ADC)1010、求和器1020、乘法器1030、组合乘法器和求和器1040以及抽取器105。C1和C2可以是标量乘数并可分别等于1/(M+1)和12/(M*(M+1)*(M+2))，其中M是获得的数字样本的数量。在操作过程中，绕组电流可以由ADC 1010采样并转换为一组数字样本。然后，数字样本可以由自适应滤波器1000处理，以便执行最小二乘法拟合，例如根据图10所示的图。线性功能的斜率α₁和偏移α₀可以提供为自适应滤波器1000的输出，其中α₀和α₁可以计算如下:

图11是示出实现自适应滤波器1100以进行最小二乘法拟合电机绕组电流的一组数字样本的图。线性功能可具有斜率α₁和偏移α₀。自适应滤波器1100可包括模数转换器(ADC)1110、一种或多种求和器1120、一种或多种乘法器1130和抽取器104。C0,C1和C2可以是标量乘数并可分别等于1/(M+1),12/(M*(M+1)*(M+2))和M/2，例如其中M是获得的数字样本的数量。在操作过程中，绕组电流可以由ADC1110采样并转换为一组数字样本。数字样本然后可以由自适应滤波器1100进行处理，例如根据图11所示的图形执行最小二乘法拟合。线性功能的斜率α₁和偏移α₀可以作为自适应滤波器1100的输出，其中α₀和α₁可以计算如下：

Claims (20)

1.一种在电机控制系统中使用自适应滤波器确定至少一种电机参数的方法，该方法包括:

对供应至至少一个电机绕组的至少一种相电流采样，以形成一组采样的数据点；

使用拟合功能分析所述采样的数据点组；以及

基于拟合功能的至少一种参数确定至少一种电机参数。

2.权利要求1所述的方法，其中使用拟合功能分析所述采样的数据点组包括：

基于开启和关闭所述至少一个电机绕组的至少一种相电压来选择至少一个拟合窗口，所述至少一个拟合窗口被选择为排除所述至少一种相电流的至少一个瞬态分量，并且包括所述采样的数据点的亚组；以及

将对应于所述至少一个拟合窗口的采样的数据点亚组进行滤波，以确定所述拟合功能的至少一种参数。

3.权利要求1所述的方法，其中所述拟合功能是线性功能，并且所述拟合功能的至少一种参数包括所述线性功能的斜率和偏移。

4.权利要求3所述的方法，包括分别基于相电流、时间、相电流和时间的乘积和时间的平方的中心趋势来确定所述线性功能的斜率和偏移，其中所述中心趋势递归地确定。

5.权利要求4所述的方法，包括基于时间的平均值的平方、时间平方的平均值、时间的平均值和相电流的平均值的乘积、和时间和相电流的乘积的平均值来确定所述线性功能的斜率和偏移。

6.权利要求2所述的方法，其中所述至少一个拟合窗口基于脉宽调制同步脉冲确定。

7.权利要求6所述的方法，其中所述至少一个拟合窗口基于所述至少一个电机绕组的切换状态而进一步确定。

8.权利要求1所述的方法，其中将所述采样的数据点亚组进行滤波包括进行最小二乘法拟合。

9.权利要求1所述的方法，其中以每个脉冲宽度调制周期至少两个样本的速率对所述相电流进行过采样。

10.权利要求2所述的方法，包括基于所述拟合确定对应于所述至少一个瞬态分量的采样的数据点的相电流。

11.权利要求1所述的方法，其中所述至少一种电机参数包括电感。

12.权利要求1所述的方法，其中所述至少一种电机参数包括电阻。

13.权利要求1所述的方法，其中所述至少一种电机参数包括磁化强度。

14.使用自适应滤波器确定至少一种电机参数的电机控制系统，所述电机控制系统包括：

电源电路，被构造为将相电压递送至电机绕组，所述相电压使相电流在所述电机绕组中流动；

电流传感器，被构造为传感在所述电机绕组中流动的相电流；

采样电路，被构造为将所述传感的相电流转化为一组采样的数据点；

自适应滤波器，被构造为对所述采样的数据点的亚组进行滤波，以确定拟合功能的至少一种参数；以及

电机控制器，被构造为基于所述确定的拟合功能的至少一种参数来确定所述至少一种电机参数。

15.权利要求14所述的系统，包括脉宽调制定时电路，用于控制递送至所述电机绕组的相电流的定时，所述脉宽调制定时电路确定至少一个拟合窗口，所述至少一个拟合窗口排除至少一个瞬态分量，并且确定所述采样的数据点的亚组。

16.权利要求14所述的系统，其中所述拟合功能是线性功能。

17.权利要求14所述的系统，其中所述拟合功能的至少一种参数包括所述线性功能的斜率和偏移。

18.权利要求17所述的系统，其中所述自适应滤波器被构造为分别基于相电流、时间、相电流和时间的乘积和时间的平方的中心趋势来确定所述线性功能的斜率和偏移，其中所述中心趋势递归地确定。

19.权利要求14所述的系统，其中所述至少一种电机参数包括电感、电阻、磁化强度或磁链中的至少一种。

20.用于确定至少一种电机参数的电机控制系统，所述电机控制系统包括：

用于对供应至至少一个电机绕组的至少一种相电流采样以形成一组采样的数据点的装置；

用于使用拟合功能分析所述采样的数据点组的装置；以及

用于基于确定的拟合功能的至少一种参数来确定至少一种电机参数的装置。