CN108512474B - 电机电流调整方法及电机电流调整装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种电机电流调整方法及电机电流调整装置，所述电机电流调整方法包括：于电机上施加驱动电压，检测得到相应的测试电流；基于测试采样时间序列，对测试电流进行采样；将采样后的测试电流与一预测电流进行比对；当测试电流与预测电流在同一采样时间点的电流差值超出一电流阈值范围的情形下，基于电机电流噪声模型，利用机器学习算法来调整测试电流的采样时间点，形成校准采样时间点。如此，可搜索到代替原先采样时间点的、且受到电机电流噪声干扰较小的其他时间点，以此避开干扰区域，根据调整后的采用时间点进行重采样完成电流重构，操作简便易行，且调整准确性高且效果好，可解决现有电流采样调整过度依赖经验且耗时及成本高等问题。

Description

电机电流调整方法及电机电流调整装置

技术领域

本申请涉及电机控制技术领域，特别是涉及一种应用于电机控制的电机电流调整方法及电机电流调整装置。

背景技术

在现有技术中，诸多电机，例如：永磁同步电机(Permanent Magnet SynchronousMotor，简称为PMSM)、无刷直流电机(Brushless Direct Current Motor，简称为BLDCM)、开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor，简称为SRM)、步进电机(Stepping Motor)、以及感应电机(Induction Motor)等，均可采用磁场定向控制(Field Oriental Control，简称为FOC)技术。这些电机通常由将直流(DC)输入转化成交流(AC)输出的逆变器予以供电。磁场定向控制FOC又可称为矢量控制，是通过控制变频器输出电压的幅值和频率控制三相交流电机的一种变频驱动控制方法，其主要的技术思想包括：通过测量和控制电动机的定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而将三相交流电机等效为直流电机控制。由上可知，利用磁场定向控制FOC可有效降低电机D轴损耗，而要实现此技术效果须得知电机的电流信息。通常可使用一个或多个模数转换器和一个或多个运算放大器来捕获这些电流信息。

在一种技术实现中，提供针对逆变器的逆变器感应电路，例如，可在逆变器的驱动电路上串接采样电阻，当电路打开时，电机电流经此采样电阻产生压降，此压降通过欧姆定律，即可计算得出电机电流，此压降信号经过放大处理后即可利用模拟数字信号转换器(Analog-to-Digital Converter，简称为ADC)读取，并由芯片内部进行换算，对电机进行控制。

不过，逆变器多采用脉冲调变技术(Pulse Width Modulation，简称为PWM)，当PWM信号进行切换时，往往会对电流信号产生较大的干扰，干扰可例如有其他电流干扰、器件噪声、地面噪声、导线连接噪声、器件接触不充分等，进而使得采取到的电流信号产生错误判断。如此，一般的应对策略多为：根据经验与干扰长度，重新调整电流采样时间点，避开干扰，进行电流重构。但是此种方式会因应不同电机与印刷电路板的布局而有诸多差异，并且需要高精度示波器进行电流信号波形识别，所耗时间多，成本高，且依赖于操作人员的经验，直接影响电机开发成本。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的种种缺失，本申请的目的在于公开一种电机电流调整方法和电机电流调整装置，用于解决现有电流采样调整过度依赖经验且耗时及成本高等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第一方面公开一种电机电流调整方法，包括如下步骤：于电机上施加驱动电压，检测得到相应的测试电流；基于测试采样时间序列，对所述测试电流进行采样；将采样后的所述测试电流与一预测电流进行比对；当所述测试电流与所述预测电流在同一采样时间点的电流差值超出一电流阈值范围的情形下，基于电机电流噪声模型，利用机器学习算法来调整所述测试电流的采样时间点，形成校准采样时间点。

在本申请第一方面的某些实施方式中，检测得到相应的测试电流的步骤包括：利用电流感应装置获取测试电压；根据所述测试电压和所述电流感应装置的阻值，计算得到测试电流。

在本申请第一方面的某些实施方式中，利用电流感应装置获取测试电压的步骤包括：从电流感应装置的第一检测点和第二检测点获得差分输入电压，并将所述差分输入电压处理为差分输出电压。

在本申请第一方面的某些实施方式中，从电流感应装置的第一检测点和第二检测点获得差分输入电压，并将所述差分输入电压处理为差分输出电压，包如下步骤：从所述电流感应装置的第一检测点检测得到第一测试电压，对所述第一测试电压实施第一电平转换以获得第一转换电压；且，从所述电流感应装置的第二检测点检测得到第二测试电压，对所述第二测试电压实施第二电平转换以获得第二转换电压；接收由所述第一转换电压和所述第二转换电压所形成的差分输入电压，将所述差分输入电压经信号放大处理后输出差分输出电压，以供根据所述差分输出电压而计算得出对应于所述电流感应装置的测试电流。

在本申请第一方面的某些实施方式中，将所述测试电流与一预测电流进行比对的步骤包括：根据驱动电压，获得在所述驱动电压下的预测电流；所述预测电流是基于测试采样时间序列进行采样而得到的；将检测得到的测试电流与所述预测电流在同一采样时间点下进行比对，获得两者的电流差值。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述电流噪声模型是通过以下步骤获得的：在至少一个周期内或一个时间段内，检测该类电机在不同设定条件下的电流噪声信号；对所述电流噪声信号进行处理，并根据对应的所述设定条件，建立电机电流噪声模型。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述调整所述采样时间点以形成校准采样时间点是利用模拟退火算法通过迭代计算得到的。利用机器学习算法来调整所述测试电流的采样时间点，包括如下步骤：根据电机电流噪声模型和所述测试采样时间点，利用模拟退火算法搜索新的采样时间点；将搜索到的新的采样时间点确定为校准采样时间点，以替换原先的测试采样时间点。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述电机电流调整方法还包括如下步骤：基于所述校准采样时间点，对所述测试电流进行电流重采样以得到校准电流。

本申请在第二方面公开一种电机电流调整装置，包括：电流检测单元，用于检测得到测试电流；电流采样单元，与所述电流检测单元连接，用于根据测试采样时间序列，对所述测试电流进行采样；电流比对单元，与所述电流采样单元连接，用于将采样后的所述测试电流与一预测电流进行比对并将两者的电流差值与一电流阈值范围进行匹配；采样时间调整单元，与所述电流比对单元连接，用于当接收到所述电流比对单元输出结果为所述测试电流与所述预测电流在同一采样时间点的电流差值超出一电流阈值范围时，基于电机电流噪声模型，利用机器学习算法来调整所述测试电流的采样时间点，形成校准采样时间点，以供所述电流采样单元基于所述校准采样时间点对所述测试电流进行电流重采样以得到校准电流。

在本申请第二方面的某些实施方式中，所述电流检测单元包括：电流感应装置，具有第一检测点和第二检测点；电流计算装置，用于从所述电流感应装置的第一检测点和第二检测点获得测试电压，并根据所述测试电压和所述电流感应装置的阻值计算得到测试电流。

在本申请第二方面的某些实施方式中，所述电流检测单元还包括：差分放大装置，用于从电流感应装置的第一检测点和第二检测点获得差分输入电压，并将所述差分输入电压经信号放大处理后输出差分输出电压。

所述差分放大装置包括：第一电平转换电路，基于所述电流感应装置的第一检测点的电压而实施第一电平转换以获得第一转换电压；第二电平转换电路，基于所述电流感应装置的第二检测点的电压而实施第二电平转换以获得第二转换电压；差分放大电路，用于接收由所述第一电平转换电路的第一转换电压和所述第二电平转换电路的第二转换电压所形成的差分输入电压，并将所述差分输入电压经信号放大处理后输出差分输出电压。

在本申请第二方面的某些实施方式中，所述电机电流调整装置还包括噪声建模单元，包括：噪声检测模块，用于在至少一个周期内或一个时间段内检测该类电机在不同设定条件下的电流噪声信号；噪声分析处理模块，与所述噪声检测模块连接，用于对所述电流噪声信号进行处理，并根据对应的所述设定条件，建立电机电流噪声模型。

在本申请第二方面的某些实施方式中，所述采样时间调整单元包括：采样时间点搜索模块，用于根据电机电流噪声模型和所述测试采样时间点，搜索新的采样时间点；采样时间点确定模块，与所述采样时间点搜索模块连接，用于将所述采样时间点搜索模块搜索到的新的采样时间点确定为校准采样时间点，以替换原先的测试采样时间点。

本申请公开的电机电流调整方法和电机电流调整装置具有以下有益效果：检测得到测试电流，将测试电流与预测电流进行比对以找出存在较大干扰的区域，基于电机电流噪声模型，利用机器学习算法来调整采样时间点，避开干扰区域，并根据调整后的采样时间点进行重采样完成电流重构，操作简便易行，且调整准确性高且效果好，可解决现有电流采样调整过度依赖经验且耗时及成本高等问题。

附图说明

图1显示为本申请电机电流调整装置在一实施例中的结构框图。

图2显示为图1的细化结构框图。

图3显示为本申请电机电流调整装置在另一实施例中的结构框图。

图4显示为图3的细化结构框图。

图5显示为本申请电机电流调整装置在一实施例中的流程示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。

在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本公开的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。例如，第一核单元可以被称作第二核单元，并且类似地，第二核单元可以被称作第一核单元，而不脱离各种所描述的实施例的范围。第一核单元和第一核单元均是在描述一个核单元，但是除非上下文以其他方式明确指出，否则它们不是同一个核单元。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

本申请的发明人发现，在对电机电流进行检测的过程中，由于各类干扰因素的介入，通过采样得到的电流信息很可能会因这些干扰因素而导致信号失真，而相关检测技术中，多是基于技术人员的经验及高精度的检测设备来重新调整电流采样时间点，避开干扰，进行电流重构，存在时间耗费多，成本高，且依赖于操作人员的经验，直接影响电机开发成本。有鉴于此，本申请公开一种电机电流调整方法和电机电流调整装置，在电机电流检测过程中，基于电机电流噪声模型，利用机器学习算法来调整采样时间点，可有效避开干扰，操作简便易行，且调整准确性高且效果好。

本申请公开一种电机电流调整装置，用于检测电机电流并在判断检测得到原先设定的采样时间点处的电流信号存在不容忽略的干扰时调整电流信号的采样时间点，以避开噪声干扰获得更为准确的电流信号。请参阅图1，显示为本申请电机电流调整装置在一实施例中的结构框图。如图1所示，本申请电机电流调整装置包括：电流检测单元11、电流采样单元13、电流比对单元15、以及采样时间调整单元17。

电流检测单元11用于检测得到测试电流。于实际的应用中，利用电流检测单元11检测得到测试电流是通过在电机上施加驱动电压后经检测得到的。具体地，在电机上施加测试用的驱动电压，经由电流检测单元11后即可得到相应的测试电流。其中，所述电机可例如为三相电机，因此，可为所述三相电机提供一三相电源，由所述三相电源向所述三相电机施加三相驱动电压。同时，所述三相电机具有三相接线端，通过所述三相接线端连接有对应的三路电流检测单元，利用三路电流检测单元即可检测得到三相测试电流。其中，利用三路电流检测单元检测得到的三路测试电流为模拟电流信号，例如为呈正弦波形态的模拟电流信号。

在电路实现上，电流检测单元可例如包括：电流感应装置、差分放大装置、以及电流计算装置。

所述电流感应装置用于感应获取测试电压。于实际的应用中，所述电流感应装置至少包括电流感应器件，所述电流感应器件具有第一检测点和第二检测点。在一种实施方式中，所述电流感应器件可例如为感应电阻，作为电流感应器件的感应电阻的阻值一般都非常小，通常是数十毫欧(milli-Ohms)。当然，所述电流感应器件也可是其他具有器件，并不以此为限，例如，在其他实施方式中，所述电流感应器件也可以是电流传感器(例如：霍尔电流传感器、罗柯夫斯基电流传感器等)。

所述差分放大装置用于从所述电流感应装置的第一检测点和第二检测点获得差分输入电压，并将所述差分输入电压经信号放大处理后输出差分输出电压。

于实际的应用中，所述差分放大装置可进一步包括：第一电平转换电路、第二电平转换电路、以及差分放大电路。其中，所述第一电平转换电路用于基于所述电流感应装置的第一检测点的电压而实施第一电平转换以获得第一转换电压。所述第二电平转换电路用于基于所述电流感应装置的第二检测点的电压而实施第二电平转换以获得第二转换电压。所述差分放大电路用于接收由所述第一电平转换电路的第一转换电压和所述第二电平转换电路的第二转换电压所形成的差分输入电压，并将所述差分输入电压经信号放大处理后输出差分输出电压。

在具体实现方式中，针对所述第一电平转换电路，可包括第一上分压电阻和第一下分压电阻，其中，第一上分压电阻的第一端与一参考电压端连接，第一上分压电阻的第二端与第一下分压电阻的第一端连接以形成第一电平转换输出点，第一下分压电阻的第二端与第一检测点连接。

针对第二电平转换电路，可包括第二上分压电阻和第二下分压电阻，其中，第二上分压电阻的第一端与参考电压端连接，第二上分压电阻的第二端与第二下分压电阻的第一端连接以形成第二电平转换输出点，第二下分压电阻的第二端与第二检测点连接。

针对差分放大电路，可包括双输入双输出差分放大器，所述双输入双输出差分放大器具有电源端、接地端、正相输入端和反相输入端、以及正相输出端和反相输出端，其中，所述正相输入端与第一电平转换电路中的第一电平转换输出点连接，所述反相输入端与第二电平转换电路中的第二电平转换输出点连接，通过双输入双输出差分放大器将接收到的第一电平转换输出点处的第一转换电压和第二电平转换输出点处的第二转换电压所形成的差分输入电压经信号放大处理后输出差分输出电压。在所述双输入双输出差分放大器中，所述正相输出端与所述反相输出端之间的电压差值是等于所述正相输入端与所述反相输入端之间的电压差值与增益的乘积，且，输出的共模电压是等于所述反相输入端的电压。

所述电流计算装置用于从所述电流感应装置的第一检测点和第二检测点获得测试电压，并根据所述测试电压和所述电流感应装置的阻值计算得到测试电流。

于实际的应用中，利用电流计算装置可计算得出对应于所述电流感应器件的感应电流，可具体包括：计算出所述差分放大装置输出的差分输出电压，根据所述差分放大装置中双输入双输出差分放大器的增益而得出双输入双输出差分放大器的差分输入电压(即，所述第一转换电压和所述第二转换电压之间的电压差值)，根据第一电平转换电路中第一电平转换的第一电平转换比和第二电平转换电路中第二电平转换的第二电平转换比来计算出所述电流感应器件中第一检测点与第二检测点之间的电压差值，从而根据第一检测点与第二检测点之间的电压差值以及所述电流感应器件的阻值来计算得出流经所述电流感应器件的感应电流，所述感应电流即可作为测试电流。

电流采样单元13与电流检测单元11连接，用于根据测试采样时间序列，对电流检测单元11检测得到的所述测试电流进行采样。于实际的应用中，所述测试采样时间序列可为默认的、预设的或是动态调整的。在一实施例中，所述测试采样时间序列可例如为固定采样时间序列，即，可在电流信号的一个工频周期内选定N个(N为自然数)固定的采样时间点，这N个采样时间点既可以均匀布设于每一个工频周期内，或者，这N个采样时间点也可非均匀布设于每一个工频周期内。于实际的应用中，所述测试采样时间序列可存储于一存储单元12中，电流采样单元13与存储单元12连接以可提取存储单元12所存储的测试采样时间序列。

电流比对单元15与电流采样单元13连接，用于将采样后的所述测试电流与一预测电流进行比对并将两者的电流差值与一电流阈值范围进行匹配。其中，所述预测电流是根据所述电机电路在施加驱动电压后经计算而得到的预测值。在本实施例中，电流比对单元15所作的工作包括有两部分，第一部分包括将采样后的所述测试电流与所述预测电流进行比对，第二部分则包括将第一部分比对得到的所述测试电流与所述预测电流的电流差值再与一电流阈值范围进行匹配。其中，将采样后的所述测试电流与所述预测电流进行比对指的是将采样后的所述测试电流与所述预测电流在相同的采样时间点上进行一一比对，将第一部分比对得到的所述测试电流与所述预测电流的电流差值再与一电流阈值范围进行匹配指的是将所述测试电流与所述预测电流经比对后的电流差值分别与对应的采样时间点上的电流阈值范围进行匹配以判定所述电流差值是落入所述电流阈值范围内还是超出了所述电流阈值范围。于实际的应用中，所述预测电流可存储于一存储单元12中，电流比对单元15与存储单元12连接以可提取存储单元12所存储的预测电流。

对于电流比对单元15的具体操作可通过一示例来具体说明。例如：在一个工频周期内，设定了6个采样时间点，这6个采样时间点即构成了一采样时间序列{T₁、T₂、T₃、T₄、T₅、T₆}，所述测试电流在所述采样时间序列{T₁、T₂、T₃、T₄、T₅、T₆}的6个采样时间点上对应的测试电流值{I_t1、I_t2、I_t3、I_t4、I_t5、I_t6}，所述预测电流在所述采样时间序列{T₁、T₂、T₃、T₄、T₅、T₆}的6个采样时间点上对应的预测电流值{I_p1、I_p2、I_p3、I_p4、I_p5、I_p6}，预设的电流阈值范围可例如为【I_min，I_max】，在比对时，就是将同一采样时间点上的测试电流值与对应的预测电流值进行比对得到电流差值，再将所述电流差值与所述电流阈值范围进行匹配。具体地，假设以采样时间序列{T₁、T₂、T₃、T₄、T₅、T₆}中的采样时间点T3为例，现将与采样时间点T3对应的测试电流值I_t3与预测电流值I_p3进行比对得到电流差值(I_t3-I_p3)，再将所述电流差值(I_t3-I_p3)与电流阈值范围【I_min，I_max】进行匹配以判定是否落入其范围内。若所述电流差值(I_t3-I_p3)是落入电流阈值范围【I_min，I_max】内的，则可表明所述电机(至少在采样时间点处)所受到的干扰在允符范围内；若所述电流差值(I_t3-I_p3)超出了电流阈值范围【I_min，I_max】，则可表明所述电机(至少在采样时间点处)受到了较大的干扰，使得采样得到的测试电流信号产生了失真。在前述所举示例中，电流差值(I_t3-I_p3)可以采用绝对值方式，但并不以此为限，电流阈值范围【I_min，I_max】是统一预设的一阈值范围，但并不以此为限，在其他示例中，所述电流阈值范围也可根据采样时间点而分别设定，即，不同的采样时间点具有对应的不同的电流阈值范围。针对电流阈值范围，若电流阈值范围【I_min，I_max】设定采用的是绝对值方式，例如，电流阈值范围【0，2μA】，那么，将同一采样时间点上的测试电流值与对应的预测电流值进行比对得到电流差值即为|I_t3-I_p3|；若电流阈值范围【I_min，I_max】设定采用的是非绝对值方式，例如，电流阈值范围【-2μA，2μA】，那么，将同一采样时间点上的测试电流值与对应的预测电流值进行比对得到电流差值即为(I_t3-I_p3)。对于电流比对单元15，在具体实现上，在一种实施方式中，将采样后的所述测试电流与一预测电流进行比对并将两者的电流差值与一电流阈值范围进行匹配可通过一个硬件模块来实现，但并不以此为限，在另一种实施方式中，将采样后的所述测试电流与一预测电流进行比对可由第一硬件模块实现，将测试电流与预测电流在同一采样时间点上的电流差值与电流阈值范围进行匹配则可由第二硬件模块来实现。且，针对电流比对单元15，在一种实施方式中，电流比对单元15可根据匹配结果而输出相应的信号，例如，若将测试电流与预测电流在同一采样时间点上的电流差值与电流阈值范围进行匹配后得到所述电流差值落入所述电流阈值范围内，则输出第一信号(例如低电平信号)；若将测试电流与预测电流在同一采样时间点上的电流差值与电流阈值范围进行匹配后得到所述电流差值超出了所述电流阈值范围，则输出第二信号(例如高电平信号)。

采样时间调整单元17与电流比对单元15连接，用于根据电流比对单元15的比对结果来决定是否对现有的测试采样时间点进行调整。

如前所述，电流比对单元15的比对结果实际上可包括：将采样后的所述测试电流与所述预测电流在相同的采样时间点上的电流差值与预设的电流阈值范围进行匹配，以判断所述电流差值是否有落入到所述电流阈值范围内。于实际的应用中，当采样时间调整单元17接收到电流比对单元15的输出结果显示所述测试电流与所述预测电流在某一采样时间点的电流差值超出了所述电流阈值范围时，则表明所述某一采样时间点处受到了较大的干扰，如此，采样时间调整单元17就将对对应的所述某一采样时间点进行调整，以避开干扰区域。当采样时间调整单元17接收到电流比对单元15的输出结果显示所述测试电流与所述预测电流在某一采样时间点的电流差值落入所述电流阈值范围内时，则表明所述某一采样时间点处所受到的干扰在允符范围内，如此，采样时间调整单元17对所述某一采样时间点就不作调整。结合前述电流比对单元15可根据将测试电流与预测电流在同一采样时间点上的电流差值与电流阈值范围进行匹配的匹配结果而输出相应的信号。例如，当采样时间调整单元17接收到电流比对单元15输出的是第一信号(例如低电平信号)，则表明测试电流与预测电流在同一采样时间点上的电流差值落入了电流阈值范围内；当采样时间调整单元17接收到电流比对单元15输出的是第二信号(例如高电平信号)，则表明测试电流与预测电流在同一采样时间点上的电流差值超出了电流阈值范围。

采样时间调整单元17在接收到电流比对单元15输出结果为所述测试电流与所述预测电流在同一采样时间点的电流差值超出所述电流阈值范围时，基于一电机电流噪声模型，利用机器学习算法来调整所述测试电流的采样时间点，形成校准采样时间点。其中，噪声可以理解为干扰正常信号设计的扰动，它是一系列随机信号的总和，涵盖了不同随机产生的兼具幅度和相位的频率因素。对于电机而言，对其电流信号产生干扰的噪声主要包括例如其他电流干扰、器件噪声、地面噪声、导线连接噪声、器件接触不充分等，进而使得采取到的电流信号产生错误判断。因此，在本实施例中，提供了一电机电流噪声模型，从而可获悉针对该类电机的噪声特性。当然，需说明的是，于实际的应用中，在一种实施方式中，电机电流噪声模型是已知的，表征了该类电机的电流噪声特性，其是预先存储于一存储单元12中，采样时间调整单元17与存储单元12连接，在应用时，采样时间调整单元17可从相应的存储单元12中获取所述电机电流噪声模型。在另一种实施方式中，电机电流噪声模型可由相应的设备来构建，具体可在下文中详述。

如此，利用采样时间调整单元17，对原先位于干扰区域受到较大干扰的采样时间点进行调整，基于电机电流噪声模型，选取受到电机电流噪声干扰较小的其他时间点替换掉原先的采样时间点，并将选取的时间点作为校准采样时间点，以供电流采样单元13基于更新后的校准采样时间点进行信号采样，获得更为准确的信号。

进一步地，请参阅图2，显示为图1的细化结构框图。如图2所示，本申请电机电流调整装置中的采样时间调整单元17更可包括采样时间点搜索模块171和采样时间点确定模块173。

采样时间点搜索模块171用于根据电机电流噪声模型和所述测试采样时间点来搜索新的采样时间点。于实际的应用中，搜索新的采样时间点是利用模拟退火算法通过迭代计算得到的。模拟退火算法是一种随机搜索算法，该算法模拟冶金上的退火过程而得名，其基本思想是：对当前合理解增加扰动产生新解，评价新解对目标函数的改进情况，若小于零，则接受新解为新的当前解，否则以一定概率接受新解为新的当前解。新的当前解将将继续优化，直到没有显著改进为止。

在利用模拟退火算法搜索新的采样时间点的过程中，大致是这样的：步骤一，以给定的一个时间偏移量，从上一个时间点t_i移至下一个时间点t_i+1，结合电机电流噪声模型，预测在下一个时间点t_i+1处得到的测试电流与预测电流的电流差值，从而获得相应的电流信号失真度，并将所述电流信号失真度作为与下一个时间点t_i+1对应的目标函数值。步骤二，将与下一个时间点t_i+1对应的目标函数值和与上一个时间点t_i对应的目标函数值进行比对，即，计算与下一个时间点t_i+1对应的目标函数值相对于与上一个时间点t_i对应的目标函数值之间的目标函数值增量，判断所述目标函数值增量小于等于0是否成立。如果成立(即，与下一个时间点t_i+1对应的电流信号失真度要好于与上一个时间点t_i对应的电流信号失真度)，则接受新产生的下一个时间点t_i+1为当前最优时间点。如果不成立(即，与下一个时间点t_i+1对应的电流信号失真度要逊于与上一个时间点t_i对应的电流信号失真度)，则以一定的概率(所述概率可称之为退火概率)来判断是否接受下一个时间点t_i+1为当前最优时间点。重复前述两个步骤，直至满足相应的退出条件。特别地，前述中退火概率并非是一个固定值，这个退火概率会随着时间推移或采样时间点偏移的次数而逐渐降低，从而逐渐趋向稳定。

具体到本实施例，当采样时间调整单元17接收到电流比对单元15的输出结果显示所述测试电流与所述预测电流在某一采样时间点的电流差值超出了所述电流阈值范围时，则表明所述某一采样时间点处受到了较大的干扰，如此，采样时间调整单元17中的采样时间点搜索模块171就利用模拟退火算法对所述某一采样时间点进行调整。

进一步地，例如，在某一采样时间点T受到了较大干扰，使得在所述某一采样时间点T处的测试电流与预测电流的电流差值超出了电流阈值范围，则需要对所述某一采样时间点T进行调整。现将需调整的那一个采样时间点T假定为初始时间点t₀，求得在初始时间点t₀处实际得到的测试电流与预测电流的电流差值，从而获得相应的电流信号失真度，并将所述电流信号失真度作为与初始时间点t₀对应的目标函数值。以给定的一个时间偏移量，从初始时间点t₀移至第一时间点t₁，结合电机电流噪声模型，预测在第一时间点t₁处得到的测试电流与预测电流的电流差值，从而获得相应的电流信号失真度，并将所述电流信号失真度作为与第一时间点t₁对应的目标函数值。将与第一时间点t₁对应的目标函数值和与初始时间点t₀对应的目标函数值进行比对，即，计算与第一时间点t₁对应的目标函数值相对于与初始时间点t₀对应的目标函数值之间的目标函数值增量，判断所述目标函数值增量小于等于0是否成立。如果成立(即，与第一时间点t₁对应的电流信号失真度要好于与上初始时间点t₀对应的电流信号失真度)，则接受第一时间点t₁为当前最优时间点。如果不成立(即，与第一时间点t₁对应的电流信号失真度要逊于与初始时间点t₀对应的电流信号失真度)，则以退火概率来判断是否接受第一时间点t₁为当前最优时间点。后续，继续以给定的一个时间偏移量，从第一时间点t₁移至第二时间点t₂，预测得到与第二时间点t₂对应的目标函数值，并将其与第一时间点t₁对应的目标函数值进行比对，判断两者之间的目标函数值增量是否小于等于0，若小于等于0，则接受第二时间点t₂为当前最优时间点。若大于0则以退火概率来判断是否接受第二时间点t₂为当前最优时间点。重复上述步骤，直至满足相应的退出条件。利用这种模拟退火算法，可使得电流信号失真度朝向电流信号失真度最优值的方向收敛，即，有可能将采样时间点调整至能获得最小电流信号失真度的时间点。当然，在前述中，是以模拟退火算法来实施采样时间点的调整，但并不以此为限，在其他实施例中，调整采样时间点的方法也可例如为蚁群算法、爬山算法等。

采样时间点确定模块173与采样时间点搜索模块171连接，用于将采样时间点搜索模块171搜索到的新的采样时间点确定为校准采样时间点。于实际的应用中，采样时间调整单元17即可将搜索到的新的采样时间点确定为校准采样时间点并由所述校准采样时间点替换原先的测试采样时间点，将所述校准采样时间点与未调整的其他采样时间点一起重新构成校准采样时间点序列(所述校准采样时间点序列可被存储于一存储单元中)。电流采样单元13即可基于所述校准采样时间点序列对所述测试电流进行电流重采样以得到校准电流。

由上可知，本申请电机电流调整装置，在检测到原先设定的某一(些)采样时间点处的电流值相比于预测电流存在较大偏差时，结合电机电流噪声模型，利用机器学习算法来调整采样时间点，可将原先位于干扰区域受到较大干扰的某一(些)采样时间点调整至搜索到的其他时间点，在所述其他时间点，可避开干扰区域。在采样时间点调整过程中，操作简便易行，且调整准确性高且效果好，可解决现有电流采样调整过度依赖经验且耗时及成本高等问题。

请参阅图3，显示为本申请电机电流调整装置在另一实施例中的结构框图。如图3所示，本申请电机电流调整装置包括：电流检测单元11、电流采样单元13、电流比对单元15、噪声建模单元14、以及采样时间调整单元17。

电流检测单元11用于检测得到测试电流。于实际的应用中，利用电流检测单元11检测得到测试电流是通过在电机上施加驱动电压后经检测得到的。具体地，在电机上施加测试用的驱动电压，经由电流检测单元11后即可得到相应的测试电流。其中，所述电机可例如为三相电机，因此，可为所述三相电机提供一三相电源，由所述三相电源向所述三相电机施加三相驱动电压。同时，所述三相电机具有三相接线端，通过所述三相接线端连接有对应的三路电流检测单元，利用三路电流检测单元即可检测得到三相测试电流。在本实施例中，利用三路电流检测单元检测得到的三路测试电流为模拟电流信号，例如为呈正弦波形态的模拟电流信号。

在电路实现上，电流检测单元可例如包括：电流感应装置、差分放大装置、以及电流计算装置。

所述电流感应装置用于感应获取测试电压。于实际的应用中，所述电流感应装置至少包括电流感应器件，所述电流感应器件具有第一检测点和第二检测点。在一种实施方式中，所述电流感应器件可例如为感应电阻，作为电流感应器件的感应电阻的阻值一般都非常小，通常是数十毫欧(milli-Ohms)。当然，所述电流感应器件也可是其他具有器件，并不以此为限，例如，在其他实施方式中，所述电流感应器件也可以是电流传感器(例如：霍尔电流传感器、罗柯夫斯基电流传感器等)。

所述差分放大装置用于从所述电流感应装置的第一检测点和第二检测点获得差分输入电压，并将所述差分输入电压经信号放大处理后输出差分输出电压。

于实际的应用中，所述差分放大装置可进一步包括：第一电平转换电路、第二电平转换电路、以及差分放大电路。其中，所述第一电平转换电路用于基于所述电流感应装置的第一检测点的电压而实施第一电平转换以获得第一转换电压。所述第二电平转换电路用于基于所述电流感应装置的第二检测点的电压而实施第二电平转换以获得第二转换电压。所述差分放大电路用于接收由所述第一电平转换电路的第一转换电压和所述第二电平转换电路的第二转换电压所形成的差分输入电压，并将所述差分输入电压经信号放大处理后输出差分输出电压。

在具体实现方式中，针对所述第一电平转换电路，可包括第一上分压电阻和第一下分压电阻，其中，第一上分压电阻的第一端与一参考电压端连接，第一上分压电阻的第二端与第一下分压电阻的第一端连接以形成第一电平转换输出点，第一下分压电阻的第二端与第一检测点连接。

针对第二电平转换电路，可包括第二上分压电阻和第二下分压电阻，其中，第二上分压电阻的第一端与参考电压端连接，第二上分压电阻的第二端与第二下分压电阻的第一端连接以形成第二电平转换输出点，第二下分压电阻的第二端与第二检测点连接。

针对差分放大电路，可包括双输入双输出差分放大器，所述双输入双输出差分放大器具有电源端、接地端、正相输入端和反相输入端、以及正相输出端和反相输出端，其中，所述正相输入端与第一电平转换电路中的第一电平转换输出点连接，所述反相输入端与第二电平转换电路中的第二电平转换输出点连接，通过双输入双输出差分放大器将接收到的第一电平转换输出点处的第一转换电压和第二电平转换输出点处的第二转换电压所形成的差分输入电压经信号放大处理后输出差分输出电压。在所述双输入双输出差分放大器中，所述正相输出端与所述反相输出端之间的电压差值是等于所述正相输入端与所述反相输入端之间的电压差值与增益的乘积，且，输出的共模电压是等于所述反相输入端的电压。

所述电流计算装置用于从所述电流感应装置的第一检测点和第二检测点获得测试电压，并根据所述测试电压和所述电流感应装置的阻值计算得到测试电流。

于实际的应用中，利用电流计算装置可计算得出对应于所述电流感应器件的感应电流，可具体包括：计算出所述差分放大装置输出的差分输出电压，根据所述差分放大装置中双输入双输出差分放大器的增益而得出双输入双输出差分放大器的差分输入电压(即，所述第一转换电压和所述第二转换电压之间的电压差值)，根据第一电平转换电路中第一电平转换的第一电平转换比和第二电平转换电路中第二电平转换的第二电平转换比来计算出所述电流感应器件中第一检测点与第二检测点之间的电压差值，从而根据第一检测点与第二检测点之间的电压差值以及所述电流感应器件的阻值来计算得出流经所述电流感应器件的感应电流，所述感应电流即可作为测试电流。

电流采样单元13与电流检测单元11连接，用于根据测试采样时间序列，对电流检测单元11检测得到的所述测试电流进行采样。于实际的应用中，所述测试采样时间序列可为默认的、预设的或是动态调整的。在一实施例中，所述测试采样时间序列可例如为固定采样时间序列，即，可在电流信号的一个工频周期内选定N个(N为自然数)固定的采样时间点，这N个采样时间点既可以均匀布设于每一个工频周期内，或者，这N个采样时间点也可非均匀布设于每一个工频周期内。于实际的应用中，所述测试采样时间序列可存储于一存储单元12中，电流采样单元13与存储单元12连接以可提取存储单元12所存储的测试采样时间序列。

电流比对单元15与电流采样单元13连接，用于将采样后的所述测试电流与一预测电流进行比对并将两者的电流差值与一电流阈值范围进行匹配。其中，所述预测电流是根据所述电机电路在施加驱动电压后经计算而得到的预测值。在本实施例中，电流比对单元15所作的工作包括有两部分，第一部分包括将采样后的所述测试电流与所述预测电流进行比对，第二部分则包括将第一部分比对得到的所述测试电流与所述预测电流的电流差值再与一电流阈值范围进行匹配。其中，将采样后的所述测试电流与所述预测电流进行比对指的是将采样后的所述测试电流与所述预测电流在相同的采样时间点上进行一一比对，将第一部分比对得到的所述测试电流与所述预测电流的电流差值再与一电流阈值范围进行匹配指的是将所述测试电流与所述预测电流经比对后的电流差值分别与对应的采样时间点上的电流阈值范围进行匹配以判定所述电流差值是落入所述电流阈值范围内还是超出了所述电流阈值范围。于实际的应用中，所述预测电流可存储于一存储单元12中，电流比对单元15与存储单元12连接以可提取存储单元12所存储的预测电流。

采样时间调整单元17与电流比对单元15连接，用于根据电流比对单元15的比对结果来决定是否对现有的测试采样时间点进行调整。

如前所述，电流比对单元15的比对结果实际上可包括：将采样后的所述测试电流与所述预测电流在相同的采样时间点上的电流差值与预设的电流阈值范围进行匹配，以判断所述电流差值是否有落入到所述电流阈值范围内。于实际的应用中，当采样时间调整单元17接收到电流比对单元15的输出结果显示所述测试电流与所述预测电流在某一采样时间点的电流差值超出了所述电流阈值范围时，则表明所述某一采样时间点处受到了较大的干扰，如此，采样时间调整单元17就将对对应的所述某一采样时间点进行调整，以避开干扰区域。当采样时间调整单元17接收到电流比对单元15的输出结果显示所述测试电流与所述预测电流在某一采样时间点的电流差值落入所述电流阈值范围内时，则表明所述某一采样时间点处所受到的干扰在允符范围内，如此，采样时间调整单元17对所述某一采样时间点就不作调整。

噪声建模单元14用于构建电机电流噪声模型。所述电机电流噪声模型表征了该类电机的电流噪声特性，于实际的应用中，本申请所应用的电机可例如为三相电机，因此，所述电机电流噪声模型至少包括有所述三相电机中针对每一相电路的三相的电流噪声特性，其中的每一相的电流噪声特性不仅包括了其这一相本身的电流噪声相关，而且还与相邻的其他二相的电流噪声的干扰相关。因此，所述三相电机可配置有对应的三路噪声建模单元14。

请参阅图4，显示为图3的细化结构框图。如图4所示，本申请电机电流调整装置中的噪声建模单元14可进一步包括：噪声检测模块142和噪声分析处理模块144。

噪声检测模块142用于在至少一个周期内或一个时间段内检测该类电机在不同设定条件下的电流噪声信号。于实际的应用中，可对待检测的电机上施加不同的测试信号，以分别检测所述电机在不用的测试信号下的电流噪声信号。其中，所述测试信号可以是电压信号或电流信号，且，所述测试信号包括幅值和频率，因此，不同的测试信号可以是幅值不同但频率相同的测试信号、幅值相同但频率不同的测试信号、或是幅值不同且频率不同的测试信号。

噪声分析处理模块144与噪声检测模块142连接，用于对噪声检测模块142检测得到的电流噪声信号进行处理，并根据对应的所述设定条件，建立电机电流噪声模型。于实际的应用中，利用噪声检测模块142检测所述电机在不同设定条件下的电流噪声信号，噪声分析处理模块144则据此建立电流噪声信号随测试信号频率的分布图，利用所述分布图建立与所述电机相关的电机电流噪声模型。在本实施例中，噪声分析处理模块144还可对建立的电机电流噪声模型进行仿真，以验证电机电流噪声模型的准确性。

采样时间调整单元17在接收到电流比对单元15输出结果为所述测试电流与所述预测电流在同一采样时间点的电流差值超出所述电流阈值范围时，基于一电机电流噪声模型，利用机器学习算法来调整所述测试电流的采样时间点，形成校准采样时间点。其中，噪声可以理解为干扰正常信号设计的扰动，它是一系列随机信号的总和，涵盖了不同随机产生的兼具幅度和相位的频率因素。对于电机而言，对其电流信号产生干扰的噪声主要包括例如其他电流干扰、器件噪声、地面噪声、导线连接噪声、器件接触不充分等，进而使得采取到的电流信号产生错误判断。因此，在本实施例中，提供了一电机电流噪声模型，从而可获悉针对该类电机的噪声特性。当然，需说明的是，于实际的应用中，在一种实施方式中，电机电流噪声模型是已知的，表征了该类电机的电流噪声特性，其是预先存储于一存储单元12中，采样时间调整单元17与存储单元12连接，在应用时，采样时间调整单元17可从相应的存储单元12中获取所述电机电流噪声模型。

如此，利用采样时间调整单元17，对原先位于干扰区域受到较大干扰的采样时间点进行调整，基于电机电流噪声模型，选取受到电机电流噪声干扰较小的其他时间点替换掉原先的采样时间点，并将选取的时间点作为校准采样时间点，以供电流采样单元13基于更新后的校准采样时间点进行信号采样，获得更为准确的信号。

进一步地，如图4所示，本申请电机电流调整装置中的采样时间调整单元17更可包括采样时间点搜索模块171和采样时间点确定模块173。其中，采样时间点搜索模块171用于根据电机电流噪声模型和所述测试采样时间点来搜索新的采样时间点。于实际的应用中，搜索新的采样时间点是利用模拟退火算法通过迭代计算得到的。模拟退火算法是一种随机搜索算法，该算法模拟冶金上的退火过程而得名，其基本思想是：对当前合理解增加扰动产生新解，评价新解对目标函数的改进情况，若小于零，则接受新解为新的当前解，否则以一定概率接受新解为新的当前解。新的当前解将将继续优化，直到没有显著改进为止。

在利用模拟退火算法搜索新的采样时间点的过程中，大致是这样的：步骤一，以给定的一个时间偏移量，从上一个时间点t_i移至下一个时间点t_i+1，结合电机电流噪声模型，预测在下一个时间点t_i+1处得到的测试电流与预测电流的电流差值，从而获得相应的电流信号失真度，并将所述电流信号失真度作为与下一个时间点t_i+1对应的目标函数值。步骤二，将与下一个时间点t_i+1对应的目标函数值和与上一个时间点t_i对应的目标函数值进行比对，即，计算与下一个时间点t_i+1对应的目标函数值相对于与上一个时间点t_i对应的目标函数值之间的目标函数值增量，判断所述目标函数值增量小于等于0是否成立。如果成立(即，与下一个时间点t_i+1对应的电流信号失真度要好于与上一个时间点t_i对应的电流信号失真度)，则接受新产生的下一个时间点t_i+1为当前最优时间点。如果不成立(即，与下一个时间点t_i+1对应的电流信号失真度要逊于与上一个时间点t_i对应的电流信号失真度)，则以一定的概率(所述概率可称之为退火概率)来判断是否接受下一个时间点t_i+1为当前最优时间点。重复前述两个步骤，直至满足相应的退出条件。特别地，前述中退火概率并非是一个固定值，这个退火概率会随着时间推移或采样时间点偏移的次数而逐渐降低，从而逐渐趋向稳定。

具体到本实施例，当采样时间调整单元17接收到电流比对单元15的输出结果显示所述测试电流与所述预测电流在某一采样时间点的电流差值超出了所述电流阈值范围时，则表明所述某一采样时间点处受到了较大的干扰，如此，采样时间调整单元17中的采样时间点搜索模块171就利用模拟退火算法对所述某一采样时间点进行调整。

进一步地，例如，在某一采样时间点T受到了较大干扰，使得在所述某一采样时间点T处的测试电流与预测电流的电流差值超出了电流阈值范围，则需要对所述某一采样时间点T进行调整。现将需调整的那一个采样时间点T假定为初始时间点t₀，求得在初始时间点t₀处实际得到的测试电流与预测电流的电流差值，从而获得相应的电流信号失真度，并将所述电流信号失真度作为与初始时间点t₀对应的目标函数值。以给定的一个时间偏移量，从初始时间点t₀移至第一时间点t₁，结合电机电流噪声模型，预测在第一时间点t₁处得到的测试电流与预测电流的电流差值，从而获得相应的电流信号失真度，并将所述电流信号失真度作为与第一时间点t₁对应的目标函数值。将与第一时间点t₁对应的目标函数值和与初始时间点t₀对应的目标函数值进行比对，即，计算与第一时间点t₁对应的目标函数值相对于与初始时间点t₀对应的目标函数值之间的目标函数值增量，判断所述目标函数值增量小于等于0是否成立。如果成立(即，与第一时间点t₁对应的电流信号失真度要好于与上初始时间点t₀对应的电流信号失真度)，则接受第一时间点t₁为当前最优时间点。如果不成立(即，与第一时间点t₁对应的电流信号失真度要逊于与初始时间点t₀对应的电流信号失真度)，则以退火概率来判断是否接受第一时间点t₁为当前最优时间点。后续，继续以给定的一个时间偏移量，从第一时间点t₁移至第二时间点t₂，预测得到与第二时间点t₂对应的目标函数值，并将其与第一时间点t₁对应的目标函数值进行比对，判断两者之间的目标函数值增量是否小于等于0，若小于等于0，则接受第二时间点t₂为当前最优时间点。若大于0则以退火概率来判断是否接受第二时间点t₂为当前最优时间点。重复上述步骤，直至满足相应的退出条件。利用这种模拟退火算法，可使得电流信号失真度朝向电流信号失真度最优值的方向收敛，即，有可能将采样时间点调整至能获得最小电流信号失真度的时间点。当然，在前述中，是以模拟退火算法来实施采样时间点的调整，但并不以此为限，在其他实施例中，调整采样时间点的方法也可例如为蚁群算法、爬山算法等。

采样时间点确定模块173与采样时间点搜索模块171连接，用于将采样时间点搜索模块171搜索到的新的采样时间点确定为校准采样时间点。于实际的应用中，采样时间调整单元17即可将搜索到的新的采样时间点确定为校准采样时间点并由所述校准采样时间点替换原先的测试采样时间点，将所述校准采样时间点与未调整的其他采样时间点一起重新构成校准采样时间点序列(所述校准采样时间点序列可被存储于一存储单元中)。电流采样单元13即可基于所述校准采样时间点序列对所述测试电流进行电流重采样以得到校准电流。

由上可知，本申请电机电流调整装置，在检测到原先设定的某一(些)采样时间点处的电流值相比于预测电流存在较大偏差时，结合电机电流噪声模型，利用机器学习算法来调整采样时间点，可将原先位于干扰区域受到较大干扰的某一(些)采样时间点调整至搜索到的其他时间点，在所述其他时间点，可避开干扰区域。在采样时间点调整过程中，操作简便易行，且调整准确性高且效果好，可解决现有电流采样调整过度依赖经验且耗时及成本高等问题。

本申请另公开了一种电机电流调整方法，用于检测电机电流并在判断检测得到原先设定的采样时间点处的电流信号存在不容忽略的干扰时调整电流信号的采样时间点，以避开噪声干扰获得更为准确的电流信号。

请参阅图5，显示为本申请电机电流调整方法在一实施例中的流程示意图。如图5所示，本申请电机电流调整方法包括如下步骤：

步骤S501，于电机上施加驱动电压，检测得到相应的测试电流。于实际的应用中，在步骤S501中，检测得到相应的测试电流是通过一电流感应装置实现的，具体地，检测得到相应的测试电流的步骤可包括：利用电流感应装置获取测试电压；根据所述测试电压和所述电流感应装置的阻值，计算得到测试电流。其中，利用电流感应装置获取测试电压更包括：从所述电流感应装置的第一检测点检测得到第一测试电压，对所述第一测试电压实施第一电平转换以获得第一转换电压；且，从所述电流感应装置的第二检测点检测得到第二测试电压，对所述第二测试电压实施第二电平转换以获得第二转换电压；接收由所述第一转换电压和所述第二转换电压所形成的差分输入电压，将所述差分输入电压经信号放大处理后输出差分输出电压，以供根据所述差分输出电压而计算得出对应于所述电流感应装置的测试电流。

步骤S503，基于测试采样时间序列，对所述测试电流进行采样。于实际的应用中，所述测试采样时间序列可为默认的、预设的或是动态调整的。例如，所述测试采样时间序列可为固定采样时间序列，即，可在电流信号的一个工频周期内选定N个(N为自然数)固定的采样时间点，这N个采样时间点既可以均匀布设于每一个工频周期内，或者，这N个采样时间点也可非均匀布设于每一个工频周期内。

步骤S505，将采样后的所述测试电流与一预测电流进行比对。于实际的应用中，所述预测电流是根据所述电机电路在施加驱动电压后经计算而得到的预测值。步骤S305，将采样后的所述测试电流与一预测电流进行比对实际上可具体包括两部分，第一部分包括将采样后的所述测试电流与所述预测电流进行比对，第二部分则包括将第一部分比对得到的所述测试电流与所述预测电流的电流差值再与一电流阈值范围进行匹配。其中，将采样后的所述测试电流与所述预测电流进行比对指的是将采样后的所述测试电流与所述预测电流在相同的采样时间点上进行一一比对，将第一部分比对得到的所述测试电流与所述预测电流的电流差值再与一电流阈值范围进行匹配指的是将所述测试电流与所述预测电流经比对后的电流差值分别与对应的采样时间点上的电流阈值范围进行匹配以判定所述电流差值是落入所述电流阈值范围内还是超出了所述电流阈值范围。例如：在一个工频周期内，设定了6个采样时间点，这6个采样时间点即构成了一采样时间序列{T₁、T₂、T₃、T₄、T₅、T₆}，所述测试电流在所述采样时间序列{T₁、T₂、T₃、T₄、T₅、T₆}的6个采样时间点上对应的测试电流值{I_t1、I_t2、I_t3、I_t4、I_t5、I_t6}，所述预测电流在所述采样时间序列{T₁、T₂、T₃、T₄、T₅、T₆}的6个采样时间点上对应的预测电流值{I_p1、I_p2、I_p3、I_p4、I_p5、I_p6}，预设的电流阈值范围可例如为【I_min，I_max】，在比对时，就是将同一采样时间点上的测试电流值与对应的预测电流值进行比对得到电流差值，再将所述电流差值与所述电流阈值范围进行匹配。具体地，假设以采样时间序列{T₁、T₂、T₃、T₄、T₅、T₆}中的采样时间点T3为例，现将与采样时间点T3对应的测试电流值I_t3与预测电流值I_p3进行比对得到电流差值(I_t3-I_p3)，再将所述电流差值(I_t3-I_p3)与电流阈值范围【I_min，I_max】进行匹配以判定是否落入其范围内。若所述电流差值(I_t3-I_p3)是落入电流阈值范围【I_min，I_max】内的，则可表明所述电机(至少在采样时间点处)所受到的干扰在允符范围内；若所述电流差值(I_t3-I_p3)超出了电流阈值范围【I_min，I_max】，则可表明所述电机(至少在采样时间点处)受到了较大的干扰，使得采样得到的测试电流信号产生了失真。在前述所举示例中，电流阈值范围【I_min，I_max】是统一预设的一阈值范围，但并不以此为限，在其他示例中，所述电流阈值范围也可根据采样时间点而分别设定，即，不同的采样时间点具有对应的不同的电流阈值范围。针对电流阈值范围，若电流阈值范围【I_min，I_max】设定采用的是绝对值方式，例如，电流阈值范围【0，2μA】，那么，将同一采样时间点上的测试电流值与对应的预测电流值进行比对得到电流差值即为|I_t3-I_p3|；若电流阈值范围【I_min，I_max】设定采用的为非绝对值方式，例如，电流阈值范围【-2μA，2μA】，那么，将同一采样时间点上的测试电流值与对应的预测电流值进行比对得到电流差值即为(I_t3-I_p3)。

步骤S507，当所述测试电流与所述预测电流在同一采样时间点的电流差值超出一电流阈值范围的情形下，基于电机电流噪声模型，利用机器学习算法来调整所述测试电流的采样时间点，形成校准采样时间点。

一般，噪声可以理解为干扰正常信号设计的扰动，它是一系列随机信号的总和，涵盖了不同随机产生的兼具幅度和相位的频率因素。对于电机而言，对其电流信号产生干扰的噪声主要包括例如其他电流干扰、器件噪声、地面噪声、导线连接噪声、器件接触不充分等，进而使得采取到的电流信号产生错误判断。因此，在本申请中，提供了一电机电流噪声模型，从而可获悉针对该类电机的噪声特性。

在一实施例中，所述电流噪声模型可通过以下步骤获得的：在至少一个周期内或一个时间段内，检测该类电机在不同设定条件下的电流噪声信号；对所述电流噪声信号进行处理，并根据对应的所述设定条件，建立电机电流噪声模型。于实际的应用中，在至少一个周期内或一个时间段内，检测该类电机在不同设定条件下的电流噪声信号，可具体包括：可对待检测的电机上施加不同的测试信号，以分别检测所述电机在不用的测试信号下的电流噪声信号。其中，所述测试信号可以是电压信号或电流信号，且，所述测试信号包括幅值和频率，因此，不同的测试信号可以是幅值不同但频率相同的测试信号、幅值相同但频率不同的测试信号、或是幅值不同且频率不同的测试信号。同样，对所述电流噪声信号进行处理，并根据对应的所述设定条件，建立电机电流噪声模型，可具体包括：根据前述检测所述电机在不同设定条件下的电流噪声信号，建立电流噪声信号随测试信号频率的分布图，利用所述分布图建立与所述电机相关的电机电流噪声模型。

在步骤S507中，基于电机电流噪声模型，利用机器学习算法来调整所述测试电流的采样时间点，更可包括如下步骤：根据电机电流噪声模型和所述测试采样时间点，利用模拟退火算法搜索新的采样时间点；将搜索到的新的采样时间点确定为校准采样时间点，以替换原先的测试采样时间点。

于实际的应用中，搜索新的采样时间点是利用模拟退火算法通过迭代计算得到的。模拟退火算法是一种随机搜索算法，该算法模拟冶金上的退火过程而得名，其基本思想是：对当前合理解增加扰动产生新解，评价新解对目标函数的改进情况，若小于零，则接受新解为新的当前解，否则以一定概率接受新解为新的当前解。新的当前解将将继续优化，直到没有显著改进为止。

在利用模拟退火算法搜索新的采样时间点的过程中，大致是这样的：步骤一，以给定的一个时间偏移量，从上一个时间点t_i移至下一个时间点t_i+1，结合电机电流噪声模型，预测在下一个时间点t_i+1处得到的测试电流与预测电流的电流差值，从而获得相应的电流信号失真度，并将所述电流信号失真度作为与下一个时间点t_i+1对应的目标函数值。步骤二，将与下一个时间点t_i+1对应的目标函数值和与上一个时间点t_i对应的目标函数值进行比对，即，计算与下一个时间点t_i+1对应的目标函数值相对于与上一个时间点t_i对应的目标函数值之间的目标函数值增量，判断所述目标函数值增量小于等于0是否成立。如果成立(即，与下一个时间点t_i+1对应的电流信号失真度要好于与上一个时间点t_i对应的电流信号失真度)，则接受新产生的下一个时间点t_i+1为当前最优时间点。如果不成立(即，与下一个时间点t_i+1对应的电流信号失真度要逊于与上一个时间点t_i对应的电流信号失真度)，则以一定的概率(所述概率可称之为退火概率)来判断是否接受下一个时间点t_i+1为当前最优时间点。重复前述两个步骤，直至满足相应的退出条件。特别地，前述中退火概率并非是一个固定值，这个退火概率会随着时间推移或采样时间点偏移的次数而逐渐降低，从而逐渐趋向稳定。

具体到本实施例，当所述测试电流与所述预测电流在同一采样时间点的电流差值超出一电流阈值范围的情形下，则表明所述某一采样时间点处受到了较大的干扰，如此，就利用模拟退火算法对所述某一采样时间点进行调整。

进一步地，例如，在某一采样时间点T受到了较大干扰，使得在所述某一采样时间点T处的测试电流与预测电流的电流差值超出了电流阈值范围，则需要对所述某一采样时间点T进行调整。现将需调整的那一个采样时间点T假定为初始时间点t₀，求得在初始时间点t₀处实际得到的测试电流与预测电流的电流差值，从而获得相应的电流信号失真度，并将所述电流信号失真度作为与初始时间点t₀对应的目标函数值。以给定的一个时间偏移量，从初始时间点t₀移至第一时间点t₁，结合电机电流噪声模型，预测在第一时间点t₁处得到的测试电流与预测电流的电流差值，从而获得相应的电流信号失真度，并将所述电流信号失真度作为与第一时间点t₁对应的目标函数值。将与第一时间点t₁对应的目标函数值和与初始时间点t₀对应的目标函数值进行比对，即，计算与第一时间点t₁对应的目标函数值相对于与初始时间点t₀对应的目标函数值之间的目标函数值增量，判断所述目标函数值增量小于等于0是否成立。如果成立(即，与第一时间点t₁对应的电流信号失真度要好于与上初始时间点t₀对应的电流信号失真度)，则接受第一时间点t₁为当前最优时间点。如果不成立(即，与第一时间点t₁对应的电流信号失真度要逊于与初始时间点t₀对应的电流信号失真度)，则以退火概率来判断是否接受第一时间点t₁为当前最优时间点。后续，继续以给定的一个时间偏移量，从第一时间点t₁移至第二时间点t₂，预测得到与第二时间点t₂对应的目标函数值，并将其与第一时间点t₁对应的目标函数值进行比对，判断两者之间的目标函数值增量是否小于等于0，若小于等于0，则接受第二时间点t₂为当前最优时间点。若大于0则以退火概率来判断是否接受第二时间点t₂为当前最优时间点。重复上述步骤，直至满足相应的退出条件。利用这种模拟退火算法，可使得电流信号失真度朝向电流信号失真度最优值的方向收敛，即，有可能将采样时间点调整至能获得最小电流信号失真度的时间点。当然，在前述中，是以模拟退火算法来实施采样时间点的调整，但并不以此为限，在其他实施例中，调整采样时间点的方法也可例如为蚁群算法、爬山算法等。

当搜索到新的采样时间点之后，即可将搜索到的新的采样时间点确定为校准采样时间点并由所述校准采样时间点替换原先的测试采样时间点，将所述校准采样时间点与未调整的其他采样时间点一起重新构成校准采样时间点序列。

当然，上述电机电流调整方法还可包括如下步骤：基于所述校准采样时间点，对所述测试电流进行电流重采样以得到校准电流。这样，得到的校准电流就能准确反映电机的真实电流，实现了电机电流的准确检测。

由上可知，本申请电机电流调整方法，在检测到原设定的某一(些)采样时间点处的电流值相比于预测电流存在较大偏差时，结合电机电流噪声模型，利用机器学习算法来调整采样时间点，可将原先位于干扰区域受到较大干扰的某一(些)采样时间点调整至搜索到的其他时间点，在所述其他时间点，可避开干扰区域。在采样时间点调整过程中，操作简便易行，且调整准确性高且效果好，可解决现有电流采样调整过度依赖经验且耗时及成本高等问题。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (12)

1.一种电机电流调整方法，其特征在于，包括如下步骤：

于电机上施加驱动电压，检测得到相应的测试电流；

基于测试采样时间序列，对所述测试电流进行采样；

将采样后的所述测试电流与一预测电流进行比对；其中，所述预测电流是在施加驱动电压后经计算而得到的预测值；以及

当所述测试电流与所述预测电流在同一采样时间点的电流差值超出一电流阈值范围的情形下，根据电机电流噪声模型和所述采样时间点，利用模拟退火算法搜索新的采样时间点，并将搜索到的新的采样时间点确定为校准采样时间点，以替换原先的采样时间点；

其中，根据电机电流噪声模型和所述采样时间点，利用模拟退火算法搜索新的采样时间点的步骤包括：

将需调整的所述采样时间点假定为初始时间点，求得在初始时间点处实际得到的测试电流与预测电流的电流差值，获得相应的电流信号失真度并将所述电流信号失真度作为与初始时间点对应的目标函数值；

以给定的一个时间偏移量，从初始时间点移至下一时间点，结合电机电流噪声模型，预测在下一时间点处得到的测试电流与预测电流的电流差值，获得相应的电流信号失真度并将所述电流信号失真度作为与下一时间点对应的目标函数值；

计算与下一时间点对应的目标函数值相对于与初始时间点对应的目标函数值之间的目标函数值增量；

判断所述目标函数值增量小于等于0是否成立；如果成立，则接受下一时间点为当前最优时间点；如果不成立，则以一退火概率来判断是否接受所述下一时间点为当前最优时间点；

结合电机电流噪声模型，继续以所述给定的时间偏移量预测其他时间点处得到的测试电流与预测电流的电流差值，获得相应的电流信号失真度并将所述电流信号失真度作为与其他时间点对应的目标函数值，直至满足相应的退出条件。

2.根据权利要求1所述的电机电流调整方法，其特征在于，检测得到相应的测试电流的步骤包括：

利用电流感应装置获取测试电压；以及

根据所述测试电压和所述电流感应装置的阻值，计算得到测试电流。

3.根据权利要求2所述的电机电流调整方法，其特征在于，利用电流感应装置获取测试电压的步骤包括：从电流感应装置的第一检测点和第二检测点获得差分输入电压，并将所述差分输入电压处理为差分输出电压。

4.根据权利要求3所述的电机电流调整方法，其特征在于，从电流感应装置的第一检测点和第二检测点获得差分输入电压，并将所述差分输入电压处理为差分输出电压，包括 如下步骤：

从所述电流感应装置的第一检测点检测得到第一测试电压，对所述第一测试电压实施第一电平转换以获得第一转换电压；且，从所述电流感应装置的第二检测点检测得到第二测试电压，对所述第二测试电压实施第二电平转换以获得第二转换电压；以及

接收由所述第一转换电压和所述第二转换电压所形成的差分输入电压，将所述差分输入电压经信号放大处理后输出差分输出电压，以供根据所述差分输出电压而计算得出对应于所述电流感应装置的测试电流。

5.根据权利要求1所述的电机电流调整方法，其特征在于，将所述测试电流与一预测电流进行比对的步骤包括：

将检测得到的测试电流与所述预测电流在同一采样时间点下进行比对，获得两者的电流差值。

6.根据权利要求1所述的电机电流调整方法，其特征在于，所述电流噪声模型是通过以下步骤获得的：

在至少一个周期内或一个时间段内，检测所述电机在不同设定条件下的电流噪声信号；以及

对所述电流噪声信号进行处理，并根据对应的所述设定条件，建立电机电流噪声模型。

7.根据权利要求1所述的电机电流调整方法，其特征在于，还包括如下步骤：基于所述校准采样时间点，对所述测试电流进行电流重采样以得到校准电流。

8.一种电机电流调整装置，其特征在于，包括：

电流检测单元，用于在电机上施加驱动电压后检测得到测试电流；

电流采样单元，与所述电流检测单元连接，用于根据测试采样时间序列，对所述测试电流进行采样；

电流比对单元，与所述电流采样单元连接，用于将采样后的所述测试电流与一预测电流进行比对并将两者的电流差值与一电流阈值范围进行匹配；其中，所述预测电流是在施加驱动电压后经计算而得到的预测值；以及

采样时间调整单元，与所述电流比对单元连接，包括采样时间点搜索模块和采样时间点确定模块，所述采样时间点搜索模块用于当接收到所述电流比对单元输出结果为所述测试电流与所述预测电流在同一采样时间点的电流差值超出一电流阈值范围时，根据电机电流噪声模型和所述测试采样时间点，利用模拟退火算法搜索新的采样时间点；所述采样时间点确定模块用于将所述采样时间点搜索模块搜索到的新的采样时间点确定为校准采样时间点，以替换原先的测试采样时间点，以供所述电流采样单元基于所述校准采样时间点对所述测试电流进行电流重采样以得到校准电流；

其中，所述采样时间点搜索模块根据电机电流噪声模型和所述测试采样时间点，利用模拟退火算法搜索新的采样时间点，包括：

需调整的所述采样时间点假定为初始时间点，求得在初始时间点处实际得到的测试电流与预测电流的电流差值，获得相应的电流信号失真度并将所述电流信号失真度作为与初始时间点对应的目标函数值；

以给定的一个时间偏移量，从初始时间点移至下一时间点，结合电机电流噪声模型，预测在下一时间点处得到的测试电流与预测电流的电流差值，获得相应的电流信号失真度并将所述电流信号失真度作为与下一时间点对应的目标函数值；

计算与下一时间点对应的目标函数值相对于与初始时间点对应的目标函数值之间的目标函数值增量；

判断所述目标函数值增量小于等于0是否成立；如果成立，则接受下一时间点为当前最优时间点；如果不成立，则以一退火概率来判断是否接受所述下一时间点为当前最优时间点；

结合电机电流噪声模型，继续以所述给定的时间偏移量预测其他时间点处得到的测试电流与预测电流的电流差值，获得相应的电流信号失真度并将所述电流信号失真度作为与其他时间点对应的目标函数值，直至满足相应的退出条件。

9.根据权利要求8所述的电机电流调整装置，其特征在于，所述电流检测单元包括：

电流感应装置，具有第一检测点和第二检测点；以及

电流计算装置，用于从所述电流感应装置的第一检测点和第二检测点获得测试电压，并根据所述测试电压和所述电流感应装置的阻值计算得到测试电流。

10.根据权利要求9所述的电机电流调整装置，其特征在于，所述电流检测单元还包括：

差分放大装置，用于从所述电流感应装置的第一检测点和第二检测点获得差分输入电压，并将所述差分输入电压经信号放大处理后输出差分输出电压。

11.根据权利要求10所述的电机电流调整装置，其特征在于，所述差分放大装置包括：

第一电平转换电路，基于所述电流感应装置的第一检测点的电压而实施第一电平转换以获得第一转换电压；

第二电平转换电路，基于所述电流感应装置的第二检测点的电压而实施第二电平转换以获得第二转换电压；以及

差分放大电路，用于接收由所述第一电平转换电路的第一转换电压和所述第二电平转换电路的第二转换电压所形成的差分输入电压，并将所述差分输入电压经信号放大处理后输出差分输出电压。

12.根据权利要求8所述的电机电流调整装置，其特征在于，还包括噪声建模单元，包括：

噪声检测模块，用于在至少一个周期内或一个时间段内检测所述电机在不同设定条件下的电流噪声信号；以及

噪声分析处理模块，与所述噪声检测模块连接，用于对所述电流噪声信号进行处理，并根据对应的所述设定条件，建立电机电流噪声模型。

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