CN107959454A - 确定转子位置的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种确定转子位置的方法和系统，属于转子位置获取技术领域。所述转子位置获取方法包括：连续两次获取寄存器中所述转子的位置信息，以得到所述转子的两个待定位置信息；以及根据所述两个待定位置信息来确定所述转子的确定位置信息。本发明通过根据两次获取寄存器中转子的位置信息来最终确定转子的位置信息，可以避免测量误差，提高转子位置获取的精确度。

Description

确定转子位置的方法和系统
技术领域
本发明涉及确定转子位置的技术，具体地涉及一种确定转子位置的方法和系统。
背景技术
电机的矢量控制需要获取转子精确位置信息，霍尔位置传感器作为一种低分辨率位置传感器，具有安装简单、成本低、体积小等优点，但其在转子位置获取精度上有一定的欠缺。
图1是现有技术提供的霍尔位置传感器获取位置信息的过程示意图，如图1所示，通过霍尔位置传感器1获取有关转子2的位置信息的脉冲信号，通过图1中的信号图可以看出，可以通过在霍尔传感器1脉冲上升沿/下降沿触发时获取此时转子的角度θbase和对应的时间T。高电平和低电平期间的转子2的角度θ可以通过以下公式(1)来计算：
θ＝θbase+ω(t-T) (1)
其中ω是电机的转动角速度，t是转子2转到角度θ时的时间。
可以看出，转子2在高电平与低电平期间的角度θ是由上升沿/下降沿触发的相对应θbase与T计算得来的，但在实际操作中由于先后顺序的问题，若在θbase和T两个参数获取期间有一个上升沿或者下降沿，就会造成θbase和T两个参数的不对应，因而存在测量误差。
发明内容
本发明的目的是提供一种确定转子位置的方法和系统，用于解决测量误差的问题，提高确定转子位置的精度。
为了实现上述目的，本发明提供了一种确定转子位置的方法，该方法包括：连续两次获取寄存器中所述转子的位置信息，以得到所述转子的两个待定位置信息；以及根据所述两个待定位置信息来确定所述转子的确定位置信息。
优选地，所述两个待定位置信息包括两个待定角度和相应的两个待定时间，所述确定位置信息包括所述转子的确定角度和相应的确定时间，其中所述两个待定角度包括第一待定角度和第二待定角度，所述两个待定时间包括第一待定时间和第二待定时间，所述第一待定角度与所述第一待定时间相对应，所述第二待定角度与所述第二待定时间相对应；其中，连续两次获取寄存器中所述转子的位置信息包括依次获取第一待定角度、第一待定时间、第二待定角度、第二待定时间。
优选地，根据所述两个待定位置信息来确定所述转子的确定位置信息包括：比较所述两个待定角度是否相同及比较所述两个待定时间是否相同；在所述两个待定角度相同的情况下将所述两个待定角度中任意一个待定角度作为确定角度；在所述两个待定时间相同的情况下将所述两个待定时间中任意一个待定时间作为确定时间；在所述两个待定角度不相同的情况下，根据所述两个待定时间是否相同来确定确定角度；以及在所述两个待定时间不相同的情况下，根据所述两个待定角度是否相同来确定确定时间。
优选地，在所述两个待定角度不相同的情况下，根据所述两个待定时间是否相同来确定确定角度包括：在所述两个待定时间相同的情况下，将所述两个待定角度中第二待定角度作为确定角度；在所述两个待定时间不相同的情况下，包括：将所述两个待定角度中第一待定角度作为确定角度且将所述两个待定时间中第一待定时间作为确定时间；或者将所述两个待定角度中第二待定角度作为确定角度且将所述两个待定时间中第二待定时间作为确定时间。
优选地，在所述两个待定时间不相同的情况下，根据所述两个待定角度是否相同来确定确定时间包括：在所述两个待定角度相同的情况下，将所述两个待定时间中第一待定时间作为确定时间；在所述两个待定角度不相同的情况下，包括：将所述两个待定角度中第一待定角度作为确定角度且将所述两个待定时间中第一待定时间作为确定时间；或者将所述两个待定角度中第二待定角度作为确定角度且将所述两个待定时间中第二待定时间作为确定时间。
相应地，本发明还提供了一种确定转子位置的系统，该系统包括：信息获取单元，连续两次获取寄存器中所述转子的位置信息，以得到所述转子的两个待定位置信息；以及处理单元，根据所述两个待定位置信息来确定所述转子的确定位置信息。
优选地，所述两个待定位置信息包括两个待定角度和相应的两个待定时间，所述确定位置信息包括所述转子的确定角度和相应的确定时间，其中所述两个待定角度包括第一待定角度和第二待定角度，所述两个待定时间包括第一待定时间和第二待定时间，所述第一待定角度与所述第一待定时间相对应，所述第二待定角度与所述第二待定时间相对应；其中，连续两次获取寄存器中所述转子的位置信息包括依次获取第一待定角度、第一待定时间、第二待定角度、第二待定时间。
优选地，根据所述两个待定位置信息来确定所述转子的确定位置信息包括：比较所述两个待定角度是否相同及比较所述两个待定时间是否相同；在所述两个待定角度相同的情况下将所述两个待定角度中任意一个待定角度作为确定角度；在所述两个待定时间相同的情况下将所述两个待定时间中任意一个待定时间作为确定时间；在所述两个待定角度不相同的情况下，根据所述两个待定时间是否相同来确定确定角度；以及在所述两个待定时间不相同的情况下，根据所述两个待定角度是否相同来确定确定时间。
优选地，在所述两个待定角度不相同的情况下，根据所述两个待定时间是否相同来确定确定角度包括：在所述两个待定时间相同的情况下，将所述两个待定角度中第二待定角度作为确定角度；在所述两个待定时间不相同的情况下，包括：将所述两个待定角度中第一待定角度作为确定角度且将所述两个待定时间中第一待定时间作为确定时间；或者将所述两个待定角度中第二待定角度作为确定角度且将所述两个待定时间中第二待定时间作为确定时间。
优选地，在所述两个待定时间不相同的情况下，根据所述两个待定角度是否相同来确定确定时间包括：在所述两个待定角度相同的情况下，将所述两个待定时间中第一待定时间作为确定时间；在所述两个待定角度不相同的情况下，包括：将所述两个待定角度中第一待定角度作为确定角度且将所述两个待定时间中第一待定时间作为确定时间；或者将所述两个待定角度中第二待定角度作为确定角度且将所述两个待定时间中第二待定时间作为确定时间。
通过上述技术方案，本发明通过根据两次获取寄存器中转子的位置信息来最终确定转子的位置信息，可以避免测量误差，提高转子位置获取的精确度。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是现有技术提供的霍尔位置传感器获取位置信息的过程示意图；
图2是本发明提供的确定转子位置的方法的流程图；
图3是本发明实施例提供的转子位置采集顺序示意图；
图4是本发明实施例提供的转子位置裁决流程图；以及
图5是本发明提供的确定转子位置的系统的框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
图2是本发明提供的转子位置获取方法的流程图，如图2所示，该流程包括：
步骤201，连续两次获取寄存器中转子的位置信息，以得到转子的两个待定位置信息。
步骤202，根据两个待定位置信息来确定转子的确定位置信息。
“待定位置信息”指的是未确定的转子位置信息，“确定位置信息”指的是根据两个待定位置信息所确定的位置信息。一般来说，确定转子的位置信息需要两个参数，即转子的角度和转子在该角度时的时间(实际上是捕获寄存器获取到转子在该位置时所记录的时间)，所以待定位置信息包括待定角度和待定时间。以此类推，两个待定位置信息包括两个待定角度和相应的两个待定时间，确定位置信息包括转子的确定角度和相应的确定时间，其中两个待定角度包括第一待定角度和第二待定角度，两个待定时间包括第一待定时间和第二待定时间，第一待定角度与第一待定时间相对应，第二待定角度与第二待定时间相对应；其中，连续两次获取寄存器中转子的位置信息包括依次获取第一待定角度、第一待定时间、第二待定角度、第二待定时间。
在寄存器获取到第一待定角度时所记录下的时间是第一待定时间，在获取到第二待定角度时所记录下的时间是第二待定时间。
背景技术中已经描述了现有技术一般是采用位置传感器(一般是霍尔位置传感器)来测量转子的位置，本领域技术人员应当理解，寄存器通过获取位置传感器传递来的脉冲信号，从而得到上升沿/下降沿触发时的转子角度，并同时记录时间，即寄存器暂存当前接收到的转子的角度并记录下接收到该角度时的时间，当控制器在计算转子的当前角度(即背景技术中提到的θ)时，需要从寄存器读取转子的位置信息(包括角度和时间)。在获取脉冲的上升沿/下降沿时(也就是在寄存器每次获取到转子的角度时)寄存器就会刷新一次其中所存储的值。
本领域技术人员应当理解，从寄存器获取转子的位置信息的过程是一个元素一个元素地获取的，也就是说角度和时间是一个一个获取的，而不是同时获取的，例如，是先获取角度，后获取时间。在本发明提供的技术方案中，连续两次获取寄存器中的转子的位置信息，那么就是按照以下顺序依次获取：第一待定角度、第一待定时间、第二待定角度、第二待定时间。因此，如果例如在控制器已经获取了第一待定角度而未获取第一待定时间时寄存器再次获取到了触发信号，寄存器中的值就会被刷新，那么控制器所得到的转子的角度和时间就是不对应的。
以上缺陷造成的原因就是仅根据一次获取的转子的位置作为确定位置，所以本发明在步骤201中连续两次获取寄存器中转子的位置信息，以根据两次获取的位置来确定转子的位置，以避免这种误差。
如果存在以上所描述的误差，那么两次获取的转子的角度和/或时间就会不同，即两个待定角度和/或两个待定时间不同，在寄存器获取来自位置传感器的脉冲时寄存器就会记录下时间并且在下一次脉冲之前不会改变。也就是说，寄存器在每一次获取到转子的角度时改变一次其中的角度和时间。所以，根据两个待定位置信息来确定转子的确定位置信息可以包括：比较两个待定角度是否相同及比较两个待定时间是否相同；在两个待定角度相同的情况下将两个待定角度中任意一个待定角度作为确定角度；在两个待定时间相同的情况下将两个待定时间中任意一个待定时间作为确定时间；在两个待定角度不相同的情况下，根据两个待定时间是否相同来确定确定角度；在两个待定时间不相同的情况下，根据两个待定角度是否相同来确定确定时间。
容易理解，无论两个待定角度是否相同，如果两个待定时间相同，两个待定时间中任意一个待定时间都可以作为确定时间，同理，无论两个待定时间是否相同，如果两个待定角度相同，两个待定角度中任意一个待定角度都可以作为确定角度。
其中，在两个待定角度不相同的情况下，根据两个待定时间是否相同来确定确定角度包括：在两个待定时间相同的情况下，将两个待定角度中第二待定角度作为确定角度；在两个待定时间不相同的情况下，包括：将两个待定角度中第一待定角度作为确定角度且将两个待定时间中第一待定时间作为确定时间；或者将两个待定角度中第二待定角度作为确定角度且将两个待定时间中第二待定时间作为确定时间。
其中，在两个待定时间不相同的情况下，根据两个待定角度是否相同来确定确定时间包括：在两个待定角度相同的情况下，将两个待定时间中第一待定时间作为确定时间；在两个待定角度不相同的情况下，包括：将两个待定角度中第一待定角度作为确定角度且将两个待定时间中第一待定时间作为确定时间；或者将两个待定角度中第二待定角度作为确定角度且将两个待定时间中第二待定时间作为确定时间。
下面通过具体实施例详细阐述本发明。
图3是本发明实施例提供的转子位置采集顺序示意图，如图3所示，在连续两次获取寄存器中转子的位置信息时，触发信号(即寄存器获取到转子的角度的时间)有可能出现在图3中所示的①、②、③、④这四个位置，也就是说可能会在①、②、③、④这四处出现位置传感器的上升沿/下降沿触发，这四种情况出现的不定性就可能造成所获取的角度与时间不对应。在连续两次获取转子的位置时，存在两个待定角度(θbase1和θbase2)和两个待定时间(T1和T2)，其中，θbase1是第一待定角度，θbase2是第二待定角度，T1是第一待定时间，T2是第二待定时间。控制器从寄存器获取θbase1和θbase2及T1和T2这四个值的顺序是θbase1、T1、θbase2、T2，也就是说θbase1是先获取的待定角度，θbase2是后获取的待定角度，T1是先获取的待定时间，T2是后获取的待定时间。在不存在误差的情况下，与θbase1对应的是T1，与θbase2对应的是T2，即控制器获取到θbase1时所记录的时间是T1，控制器获取到θbase2时所记录的时间是T2。但是，在①处发生触发时，会导致第一次获取的角度(θbase1)与时间(T1)不对应，在②、④处发生触发时，各自获取的角度与时间对应(θbase1与T1对应，θbase2与T2对应)，在③处发生触发时，导致第二次获取的角度(θbase2)与时间(T2)不对应。
表1是图3的四种情况的待定位置信息与确定位置信息的对应表，在表1中，θbase表示确定角度，T表示确定时间。
不同情况 体现形式 输出结果
① θbase1！＝θbase2，T1＝T2 θbase＝θbase2，T＝T1＝T2
② θbase1！＝θbase2，T1！＝T2 θbase＝θbase1，T＝T1或θbase＝θbase2，T＝T2
③ θbase1＝θbase2，T1！＝T2 θbase＝θbase1＝θbase2，T＝T1
④ θbase1＝θbase2，T1＝T2 θbase＝θbase1＝θbase2，T＝T1＝T2
通过表1可以看出，在出现①、②、③、④四种不同情况时，控制器根据不同情况的体现形式输出相应的结果。对于在输出结果中存在的θbase＝θbase1＝θbase2和T＝T1＝T2，θbase可以取θbase1和θbase2中的任意值，T可以取T1和T2中的任意值。
对于表1中的第②种情况和第④种情况，利用本发明提供的技术方案得到的结果与现有技术中得到的结果是一样的，当出现这两种情况时，控制器可以采用本发明提供的技术方案也可以采用现有技术的技术方案。
图4是本发明实施例提供的转子位置裁决流程图，如图4所示，该流程包括：
步骤401，获取θbase1和T1。
步骤402，获取θbase2和T2。
步骤403，判断是否θbase1＝θbase2且T1＝T2，如果判断结果为是，即θbase1＝θbase2且T1＝T2，则执行步骤404，否则执行步骤405。
步骤404，θbase＝θbase1，T＝T1。图4所示仅仅为一示例，θbase也可以是θbase2，T也可以是T2。
步骤405，判断是否θbase1＝θbase2，如果判断结果为是，则执行步骤406，否则执行步骤407。
步骤406，θbase＝θbase1，T＝T1。图4所示仅仅为一示例，θbase也可以是θbase2。
步骤407，判断是否T＝T1，如果判断结果为是，则执行步骤408，否则执行步骤409。
步骤408，θbase＝θbase2，T＝T1。图4所示仅仅为一示例，T也可以是T2。
步骤409，θbase＝θbase1，T＝T1。图4所示仅仅为一示例，也可以是θbase＝θbase2，T＝T2。
图5是本发明提供的确定转子位置的系统的框图，如图5所示，该系统包括信息获取单元501和处理单元502，信息获取单元501连续两次获取寄存器中转子的位置信息，以得到转子的两个待定位置信息；处理单元502根据两个待定位置信息来确定转子的确定位置信息。
其中，信息获取单元501和处理单元502可以通过控制器来实现。
应当说明的是，本发明提供的确定转子位置的系统的具体细节及益处与本发明提供的确定转子位置的方法类似，于此不予赘述。
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
转子在高电平和低电平期间的位置时在θbase和T的基础上来估算的，所以θbase和T的准确性决定了所计算的转子位置的准确性，在同一电平下，采用同一θbase和T，所以θbase和T的准确性也会影响同一电平的转子位置信息的精确度。通过本发明提供的技术方案，可以得到准确的θbase和T，提高确定转子位置的精确度。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种确定转子位置的方法，其特征在于，该方法包括：
连续两次获取寄存器中所述转子的位置信息，以得到所述转子的两个待定位置信息；以及
根据所述两个待定位置信息来确定所述转子的确定位置信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述两个待定位置信息包括两个待定角度和相应的两个待定时间，所述确定位置信息包括所述转子的确定角度和相应的确定时间，其中所述两个待定角度包括第一待定角度和第二待定角度，所述两个待定时间包括第一待定时间和第二待定时间，所述第一待定角度与所述第一待定时间相对应，所述第二待定角度与所述第二待定时间相对应；
其中，连续两次获取寄存器中所述转子的位置信息包括依次获取第一待定角度、第一待定时间、第二待定角度、第二待定时间。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述两个待定位置信息来确定所述转子的确定位置信息包括：
比较所述两个待定角度是否相同及比较所述两个待定时间是否相同；
在所述两个待定角度相同的情况下将所述两个待定角度中任意一个待定角度作为确定角度；
在所述两个待定时间相同的情况下将所述两个待定时间中任意一个待定时间作为确定时间；
在所述两个待定角度不相同的情况下，根据所述两个待定时间是否相同来确定确定角度；以及
在所述两个待定时间不相同的情况下，根据所述两个待定角度是否相同来确定确定时间。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述两个待定角度不相同的情况下，根据所述两个待定时间是否相同来确定确定角度包括：
在所述两个待定时间相同的情况下，将所述两个待定角度中第二待定角度作为确定角度；
在所述两个待定时间不相同的情况下，包括：
将所述两个待定角度中第一待定角度作为确定角度且将所述两个待定时间中第一待定时间作为确定时间；或者
将所述两个待定角度中第二待定角度作为确定角度且将所述两个待定时间中第二待定时间作为确定时间。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述两个待定时间不相同的情况下，根据所述两个待定角度是否相同来确定确定时间包括：
在所述两个待定角度相同的情况下，将所述两个待定时间中第一待定时间作为确定时间；
在所述两个待定角度不相同的情况下，包括：
将所述两个待定角度中第一待定角度作为确定角度且将所述两个待定时间中第一待定时间作为确定时间；或者
将所述两个待定角度中第二待定角度作为确定角度且将所述两个待定时间中第二待定时间作为确定时间。
6.一种确定转子位置的系统，其特征在于，该系统包括：
信息获取单元，连续两次获取寄存器中所述转子的位置信息，以得到所述转子的两个待定位置信息；以及
处理单元，根据所述两个待定位置信息来确定所述转子的确定位置信息。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述两个待定位置信息包括两个待定角度和相应的两个待定时间，所述确定位置信息包括所述转子的确定角度和相应的确定时间，其中所述两个待定角度包括第一待定角度和第二待定角度，所述两个待定时间包括第一待定时间和第二待定时间，所述第一待定角度与所述第一待定时间相对应，所述第二待定角度与所述第二待定时间相对应；
其中，连续两次获取寄存器中所述转子的位置信息包括依次获取第一待定角度、第一待定时间、第二待定角度、第二待定时间。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，根据所述两个待定位置信息来确定所述转子的确定位置信息包括：
比较所述两个待定角度是否相同及比较所述两个待定时间是否相同；
在所述两个待定角度相同的情况下将所述两个待定角度中任意一个待定角度作为确定角度；
在所述两个待定时间相同的情况下将所述两个待定时间中任意一个待定时间作为确定时间；
在所述两个待定角度不相同的情况下，根据所述两个待定时间是否相同来确定确定角度；以及
在所述两个待定时间不相同的情况下，根据所述两个待定角度是否相同来确定确定时间。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，在所述两个待定角度不相同的情况下，根据所述两个待定时间是否相同来确定确定角度包括：
在所述两个待定时间相同的情况下，将所述两个待定角度中第二待定角度作为确定角度；
在所述两个待定时间不相同的情况下，包括：
将所述两个待定角度中第一待定角度作为确定角度且将所述两个待定时间中第一待定时间作为确定时间；或者
将所述两个待定角度中第二待定角度作为确定角度且将所述两个待定时间中第二待定时间作为确定时间。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，在所述两个待定时间不相同的情况下，根据所述两个待定角度是否相同来确定确定时间包括：
在所述两个待定角度相同的情况下，将所述两个待定时间中第一待定时间作为确定时间；
在所述两个待定角度不相同的情况下，包括：
将所述两个待定角度中第一待定角度作为确定角度且将所述两个待定时间中第一待定时间作为确定时间；或者
将所述两个待定角度中第二待定角度作为确定角度且将所述两个待定时间中第二待定时间作为确定时间。
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