CN108616233A - 永磁同步电机的驱动控制方法、装置和计算机存储介质 - Google Patents

永磁同步电机的驱动控制方法、装置和计算机存储介质 Download PDF

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CN108616233A CN201810291152.XA CN201810291152A CN108616233A CN 108616233 A CN108616233 A CN 108616233A CN 201810291152 A CN201810291152 A CN 201810291152A CN 108616233 A CN108616233 A CN 108616233A
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Abstract

本发明实施例公开了一种永磁同步电机的驱动控制方法、装置和计算机存储介质。所述方法包括：获得永磁同步电机的第一参数，所述第一参数与所述永磁同步电机的输出电压相关联；比较所述第一参数和预设阈值；当所述第一参数小于所述预设阈值时，选择电压前馈控制模组控制所述永磁同步电机；当所述第一参数大于所述预设阈值时，选择矢量控制模组控制所述永磁同步电机。

Description

永磁同步电机的驱动控制方法、装置和计算机存储介质
技术领域
本发明涉及电机驱动技术，具体涉及一种永磁同步电机的驱动控制方法、装置和计算机存储介质。
背景技术
高性能交流电机驱动系统常采用矢量控制技术，这类控制技术通过安装在电机上的位置或速度传感器，准确获取电机的位置或速度信息，结合硬件采样的方式获取电机的三相电流，进行磁场定向控制或是直接转矩控制。
在工业、家电或汽车等应用场合，为了降低硬件成本，一般会采用单测量元件的电流采样方案。单测量元件的电流采样由于其使用最少的元器件，因此成本最低，价格优势最大。图1所示为单测量元件的电流采样原理图。
永磁同步电机(PMSM，Permanent Magnet Synchronous Motor)采用双闭环矢量控制，即根据速度指令和速度反馈的差值进行调节，输出转矩指令，完成速度闭环控制。
图2a至图2c为采用单测量元件采样母线电流重构电机三相电流的原理图；在采样母线电流时，需要保证非零矢量(如图2a中的“100”和图2b中的“110”矢量)有足够的宽度。图3a和图3b分别为非零矢量宽度的脉冲示意图；如图3a所示，表示非零矢量宽度不够宽，这将造成不能正确采样电流，因此需要左右移动脉冲宽度调制(PWM，Pulse WidthModulation)，例如图3b所示，以保证非零矢量具有足够的宽度。
但是这种方法会使采样到的电流存在较大的纹波，进行电流闭环控制时，电流纹波会放大其影响，导致电机发出明显的电磁噪音，影响其应用场合。
发明内容
为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供一种永磁同步电机的驱动控制方法、装置和计算机存储介质。
为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供了一种永磁同步电机的驱动控制方法，所述方法包括：
获得永磁同步电机的第一参数，所述第一参数与所述永磁同步电机的输出电压相关联；
比较所述第一参数和预设阈值；
当所述第一参数小于所述预设阈值时，选择电压前馈控制模组控制所述永磁同步电机；
当所述第一参数大于所述预设阈值时，选择矢量控制模组控制所述永磁同步电机。
上述方案中，所述第一参数为输出电压；则比较所述第一参数和预设阈值，包括：比较所述输出电压和第一预设阈值；
或者，所述第一参数为电机反馈转速；则比较所述第一参数和预设阈值，包括：比较所述电机反馈转速和第二预设阈值；
或者，当所述电压前馈模组采用速度控制模式时，所述第一参数为电机指令转速；则比较所述第一参数和预设阈值，包括：比较所述电机指令转速和第三预设阈值；
或者，所述第一参数为非零矢量宽度；则比较所述第一参数和预设阈值，包括：比较所述非零矢量宽度和第四预设阈值。
本发明实施例还提供了一种永磁同步电机的驱动控制方法，所述方法包括：
获得电压前馈控制模组中永磁同步电机的转子磁场角度，基于所述转子磁场角度获得速度信息；所述转子磁场角度基于选择电压前馈控制模组控制永磁同步电机后获得；
基于所述速度信息和转子磁场角度、结合电机模型获得并输出驱动电压。
上述方案中，所述基于所述速度信息和转子磁场角度、结合电机模型获得并输出驱动电压，包括：
获得永磁同步电机的转子磁场角度，基于速度计算模块获得所述转子磁场角度对应的转子转速；
获得所述永磁同步电机的转矩指令，基于所述转矩指令和电流分配模块获得两相同步旋转坐标系下的电流指令；
基于所述电流指令和电机模型获得所述两相同步旋转坐标系下的第一电压指令；
基于所述第一电压指令和转子磁场角度变换获得两相静止坐标系下的第二电压指令；
基于所述第二电压指令获得并输出驱动电压。
上述方案中，所述获得所述永磁同步电机的转矩指令，包括：
获得转速指令，基于所述转速指令和转子转速生成所述转矩指令。
上述方案中，所述基于所述速度信息和转子磁场角度、结合电机模型获得并输出驱动电压，包括：
获得永磁同步电机的转子磁场角度，基于速度计算模块获得所述转子磁场角度对应的转子转速；
获得两相同步旋转坐标系下的第一电流指令和第二电流指令；
基于所述包含所述第一电流指令和第二电流指令的电流指令和电机模型获得所述两相同步旋转坐标系下的第一电压指令；
基于所述第一电压指令和转子磁场角度变换获得两相静止坐标系下的第二电压指令；
基于所述第二电压指令获得并输出驱动电压。
上述方案中，所述第二电流指令基于所述第一电流指令和电流分配模块获得；或者，
所述第二电流指令预先设置为固定值。
上述方案中，所述获得两相同步旋转坐标系下的第一电流指令，包括：
获得转速指令，基于所述转速指令和转子转速获得所述第一电流指令。
本发明实施例还提供了一种永磁同步电机的驱动控制装置，所述装置包括参数获取单元、比较单元和选择控制单元；其中，
所述参数获取单元，用于获得永磁同步电机的第一参数，所述第一参数与所述永磁同步电机的输出电压相关联；
所述比较单元，用于比较所述参数获取单元获得的所述第一参数和预设阈值；
所述选择控制单元，用于当所述比较单元确定所述第一参数小于所述预设阈值时，选择电压前馈控制模组控制所述永磁同步电机；当所述比较单元确定所述第一参数大于所述预设阈值时，选择矢量控制模组控制所述永磁同步电机。
上述方案中，所述第一参数为输出电压；所述比较单元，用于比较所述输出电压和第一预设阈值；或者，
所述第一参数为电机反馈转速；所述比较单元，用于比较所述电机反馈转速和第二预设阈值；或者，
当所述电压前馈模组采用速度控制模式时，所述第一参数为电机指令转速；所述比较单元，用于比较所述电机指令转速和第三预设阈值；或者，
所述第一参数为非零矢量宽度；所述比较单元，用于比较所述非零矢量宽度和第四预设阈值。
本发明实施例还提供了一种永磁同步电机的驱动控制装置，所述装置包括位置传感器模块、速度计算模块和电压生成模块，所述电压生成模块中包括电机模型模块；其中，
所述位置传感器模块，用于获得电压前馈控制模组中永磁同步电机的转子磁场角度；所述转子磁场角度基于选择电压前馈控制模组控制永磁同步电机后获得；
所述速度计算模块，用于基于所述位置传感器模块获得的所述转子磁场角度获得速度信息；
所述电压生成模块，用于基于所述速度计算模块获得的所述速度信息和所述位置传感器模块获得的所述转子磁场角度、结合所述电机模型模块获得并输出驱动电压。
上述方案中，所述装置还包括第一电流分配模块；所述电压生成模块中还包括Park逆变换模块和生成模块；
所述位置传感器模块，用于获得电压前馈控制模组中永磁同步电机的转子磁场角度；
所述速度计算模块，用于获得所述转子磁场角度对应的转子转速；
所述第一电流分配模块，用于获得所述永磁同步电机的转矩指令，基于所述转矩指令获得两相同步旋转坐标系下的电流指令；
所述电机模型模块，用于基于所述电流指令获得所述两相同步旋转坐标系下的第一电压指令；
所述Park逆变换模块，用于基于所述第一电压指令和转子磁场角度变换获得两相静止坐标系下的第二电压指令；
所述生成模块，用于基于所述第二电压指令获得并输出驱动电压。
上述方案中，所述装置还包括第一调节器模块，用于获得转速指令，基于所述转速指令和转子转速生成所述转矩指令，发送所述转矩指令至所述第一电流分配模块。
上述方案中，所述电压生成模块中还包括Park逆变换模块和生成模块；其中，
所述位置传感器模块，用于获得电压前馈控制模组中永磁同步电机的转子磁场角度；
所述速度计算模块，用于获得所述转子磁场角度对应的转子转速；
所述电机模型模块，用于获得两相同步旋转坐标系下的第一电流指令和第二电流指令；基于所述包含所述第一电流指令和第二电流指令的电流指令获得所述两相同步旋转坐标系下的第一电压指令；
所述Park逆变换模块，用于基于所述第一电压指令和转子磁场角度变换获得两相静止坐标系下的第二电压指令；
所述生成模块，用于基于所述第二电压指令获得并输出驱动电压。
上述方案中，所述装置还包括第二电流分配模块，用于基于所述第一电流指令生成第二电流指令，发送所述第二电流指令至所述电机模型模块；或者，
所述电机模型模块，用于获得预先设置为固定值的第二电流指令。
上述方案中，所述装置还包括第二调节器模块，用于获得转速指令，基于所述转速指令和转子转速生成所述第一电流指令。
本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现本发明实施例所述方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种永磁同步电机的驱动控制装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现本发明实施例所述方法的步骤。
本发明实施例提供的永磁同步电机的驱动控制方法、装置和计算机存储介质，所述方法包括：获得永磁同步电机的第一参数，所述第一参数与所述永磁同步电机的输出电压相关联；比较所述第一参数和预设阈值；当所述第一参数小于所述预设阈值时，选择电压前馈控制模组控制所述永磁同步电机；当所述第一参数大于所述预设阈值时，选择矢量控制模组控制所述永磁同步电机。采用本发明实施例的技术方案，通过对与永磁同步电机的输出电压相关联的第一参数的获取以及与预设阈值的比较，基于比较结果选择电压前馈控制模组或矢量控制模组控制驱动永磁同步电机，在输出电压较大时，采用矢量控制模组进行驱动控制，发挥矢量控制的优异性能；在输出电压较小时，采用电压前馈控制，无需电流反馈，避免了永磁同步电机由于转速较低、负载较轻等工况导致输出电压较小时，采用单测量元件电流采样造成的噪声影响。
附图说明
图1为单测量元件的电流采样原理图；
图2a至图2c为采用单测量元件采样母线电流重构电机三相电流的原理图；
图3a和图3b分别为非零矢量宽度的脉冲示意图；
图4为永磁同步电机双闭环矢量控制框图；
图5为本发明实施例的永磁同步电机的驱动控制方法的一种流程示意图；
图6为本发明实施例的永磁同步电机的驱动控制方法的另一种流程示意图；
图7a至图7f分别为本发明实施例的永磁同步电机的驱动控制方法中的电压前馈控制框图；
图8为本发明实施例的永磁同步电机的驱动控制装置的组成结构示意图；
图9为本发明实施例的永磁同步电机的驱动控制装置的硬件组成结构示意图。
具体实施方式
在对本发明实施例的驱动控制方案进行详细说明之前，首先对永磁同步电机一种矢量控制方案进行简单介绍。图4为永磁同步电机双闭环矢量控制框图；如图4所示，其中，ωr分别为速度指令和速度反馈，为转矩指令，分别为两相同步旋转坐标系(dq轴系)中的电流指令，id,iq分别为dq轴系中的电流反馈，iα,iβ分别为两相静止坐标系(αβ轴系)中的电流反馈，ia,ib,ic分别为三相电流，idc为母线采样电流，分别为调节器输出的dq轴系中的电压指令，分别为αβ轴系中的电压指令，θr为位置传感器输出的转子磁场角度。
无论何种情况，永磁同步电机的矢量控制方案都进行双闭环矢量控制。即，根据速度指令和速度反馈的差值进行调节，输出转矩指令，完成速度闭环控制。转矩指令通过计算或查表的方式得到dq轴系的电流指令，与dq轴系的电流反馈进行调节后，输出电压指令，完成电流闭环控制。最终通过逆变器模块输出电压给电机，驱动电机运行。
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
本发明实施例提供了一种永磁同步电机的驱动控制方法。图5为本发明实施例的永磁同步电机的驱动控制方法的流程示意图；如图5所示，所述方法包括：
步骤101：获得永磁同步电机的第一参数，所述第一参数与所述永磁同步电机的输出电压相关联。
步骤102：比较所述第一参数和预设阈值。
步骤103：当所述第一参数小于所述预设阈值时，选择电压前馈控制模组控制所述永磁同步电机。
步骤104：当所述第一参数大于所述预设阈值时，选择矢量控制模组控制所述永磁同步电机。
本实施例中的永磁同步电机的驱动控制方法应用于永磁同步电机的控制器中，该控制器可用于对永磁同步电机的驱动方式进行选择控制。
本实施例中，所述第一参数与所述永磁同步电机的输出电压相关联，可以理解，所述第一参数为与输出电压具有直接或间接关系的参数。
作为第一种实施方式，所述第一参数为输出电压；则比较所述第一参数和预设阈值，包括：比较所述输出电压和第一预设阈值。参照图4所示的示例，所述输出电压可以是或者也可以是以输出电压为为例，则比较和vth，vth为第一预设阈值；当则选择电压前馈控制模组控制；当则选择矢量控制模组控制。
作为第二种实施方式，所述第一参数为电机反馈转速；则比较所述第一参数和预设阈值，包括：比较所述电机反馈转速和第二预设阈值。参照图4所示的示例，电机反馈转速可以是ωr，则比较ωr和ωth，ωth为第二预设阈值；当ωr＜ωth，则选择电压前馈控制模组控制；当ωr≥ωth，则选择矢量控制模组控制。
作为第三种实施方式，当所述电压前馈模组采用速度控制模式时，所述第一参数为电机指令转速；则比较所述第一参数和预设阈值，包括：比较所述电机指令转速和第三预设阈值。参照图4所示的示例，电机指令转速可以是则比较和ωth'，ωth'表示第三预设阈值；当则选择电压前馈控制模组控制；当则选择矢量控制模组控制。
作为第四种实施方式，所述第一参数为非零矢量宽度；则比较所述第一参数和预设阈值，包括：比较所述非零矢量宽度和第四预设阈值。
采用本发明实施例的技术方案，通过对与永磁同步电机的输出电压相关联的第一参数的获取以及与预设阈值的比较，基于比较结果选择电压前馈控制模组或矢量控制模组控制驱动永磁同步电机，在输出电压较大时，采用矢量控制模组进行驱动控制，发挥矢量控制的优异性能；在输出电压较小时，采用电压前馈控制，无需电流反馈，避免了永磁同步电机由于转速较低、负载较轻等工况导致输出电压较小时，采用单测量元件电流采样造成的噪声影响。
实施例二
本发明实施例还提供了一种永磁同步电机的驱动控制方法。图6为本发明实施例的永磁同步电机的驱动控制方法的另一种流程示意图；如图6所示，所述方法包括：
步骤201：获得电压前馈控制模组中永磁同步电机的转子磁场角度，基于所述转子磁场角度获得速度信息；所述转子磁场角度基于选择电压前馈控制模组控制永磁同步电机后获得。
步骤202：基于所述速度信息和转子磁场角度、结合电机模型获得并输出驱动电压。
具体的，作为第一种实施方式，所述基于所述电压前馈控制模组中反馈的速度信息和转子磁场角度、结合电机模型获得并输出驱动电压，包括：获得永磁同步电机的转子磁场角度，基于速度计算模块获得所述转子磁场角度对应的转子转速；获得所述永磁同步电机的转矩指令，基于所述转矩指令和电流分配模块获得两相同步旋转坐标系下的电流指令；基于所述电流指令和电机模型获得所述两相同步旋转坐标系下的第一电压指令；基于所述第一电压指令和转子磁场角度变换获得两相静止坐标系下的第二电压指令；基于所述第二电压指令获得并输出驱动电压。
其中，作为一种实施方式，所述获得所述永磁同步电机的转矩指令，包括：获得转速指令，基于所述转速指令和转子转速获得所述转矩指令。
图7a至图7f分别为本发明实施例的永磁同步电机的驱动控制方法中的电压前馈控制框图；如图7a所示，为速度控制模式下的双闭环电压前馈控制方案，具体的，由位置传感器获取转子磁场角度θr，经过速度计算模块(实际应用中，该模块可以通过微分计算等方式进行计算处理)，得到转子转速ωr。转速指令与反馈的转子转速ωr经过调节器模块(实际应用中，该模块可以由PI调节器等实现)得到电机需要输出的转矩指令转矩指令经过电流分配模块(实际应用中，该模块可以通过离线计算后通过在线查表等方式进行处理)，得到两相同步旋转坐标系下的电流指令，该电流指令可包括分别如所示的第一电流指令和第二电流指令，根据PMSM的电机模型模块，得到两相同步旋转坐标系下的第一电压指令，这里的第一电压指令可包括如所示的两个第一电压指令，结合转子磁场角度θr，通过Park逆变换模块进行Park逆变换，得到两相静止坐标系下的第二电压指令，该第二电压指令可包括如所示的两个第二电压指令，最后通过PWM生成模块(该模块可以由SVPWM等实现)，输出PWM信号给逆变器，从而输出精确的电压驱动电机运行。
本发明实施例中，所述两相同步旋转坐标系下的两个第一电压指令分别满足以下表达式：
其中，Rs为定子电阻，Ld,Lq分别为dq轴电感，ψf为永磁磁链。
如图7b所示，在图7a所示的结构框图中去掉速度闭环，即直接获得转矩指令通过转矩指令直接通过电流分配模块进行处理获得电流指令。
作为第二种实施方式，所述基于所述速度信息和转子磁场角度、结合电机模型获得并输出驱动电压，包括：获得永磁同步电机的转子磁场角度，基于速度计算模块获得所述转子磁场角度应的转子转速；获得两相同步旋转坐标系下的第一电流指令和第二电流指令；基于所述第一电流指令和电流分配模块获得第二电流指令；基于所述包含所述第一电流指令和第二电流指令的电流指令和电机模型获得所述两相同步旋转坐标系下的第一电压指令；基于所述第一电压指令和转子磁场角度变换获得两相静止坐标系下的第二电压指令；基于所述第二电压指令获得并输出驱动电压。
其中，所述第二电流指令基于所述第一电流指令和电流分配模块获得；或者，所述第二电流指令预先设置为固定值。其中，所述获得两相同步旋转坐标系下的第一电流指令，包括：获得转速指令，基于所述转速指令和转子转速获得所述第一电流指令。
具体的，如图7c所示，区别于图7a，转速指令与反馈的转子转速ωr经过调节器模块，直接得到电流指令由经过电流匹配模块(实际应用中，该模块可以通过离线计算后通过在线查表等方式进行处理)，得到如图7d所示，在图7c所示的结构框图中去掉速度闭环，即直接获得电流指令由经过电流匹配模块(实际应用中，该模块可以通过离线计算后通过在线查表等方式进行处理)，得到
如图7e所示，区别于图7c，本实施方式中，无需通过电流匹配模块计算获得而是通过预先设置固定值的方式确定如图7f所示，在图7e所示的结构框图中去掉速度闭环，即直接获得电流指令以及预先设置为固定值的
实施例三
本发明实施例还提供了一种永磁同步电机的驱动控制装置。图8为本发明实施例的永磁同步电机的驱动控制装置的组成结构示意图；如图8所示，所述装置包括参数获取单元31、比较单元32和选择控制单元33；其中，
所述参数获取单元31，用于获得永磁同步电机的第一参数，所述第一参数与所述永磁同步电机的输出电压相关联；
所述比较单元32，用于比较所述参数获取单元31获得的所述第一参数和预设阈值；
所述选择控制单元33，用于当所述比较单元32确定所述第一参数小于所述预设阈值时，选择电压前馈控制模组控制所述永磁同步电机；当所述比较单元32确定所述第一参数大于所述预设阈值时，选择矢量控制模组控制所述永磁同步电机。
其中，所述第一参数为输出电压；所述比较单元32，用于比较所述输出电压和第一预设阈值；或者，
所述第一参数为电机反馈转速；所述比较单元32，用于比较所述电机反馈转速和第二预设阈值；或者，
当所述电压前馈模组采用速度控制模式时，所述第一参数为电机指令转速；所述比较单元32，用于比较所述电机指令转速和第三预设阈值；或者，
所述第一参数为非零矢量宽度；所述比较单元32，用于比较所述非零矢量宽度和第四预设阈值。
本发明实施例中，所述装置中的参数获取单元31、比较单元32和选择控制单元33，在实际应用中均可由中央处理器(CPU，Central Processing Unit)、数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processor)、微控制单元(MCU，Microcontroller Unit)或可编程门阵列(FPGA，Field－Programmable Gate Array)实现。
需要说明的是：上述实施例提供的永磁同步电机的驱动控制装置在进行驱动控制时，仅以上述各程序模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述处理分配由不同的程序模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的程序模块，以完成以上描述的全部或者部分处理。另外，上述实施例提供的永磁同步电机的驱动控制装置与永磁同步电机的驱动控制方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
实施例四
本发明实施例还提供了一种永磁同步电机的驱动控制装置。图9为本发明实施例的永磁同步电机的驱动控制装置的硬件组成结构示意图，如图9所示，装置包括存储器42、处理器41及存储在存储器42上并可在处理器41上运行的计算机程序，所述处理器41执行所述程序时实现：获得永磁同步电机的第一参数，所述第一参数与所述永磁同步电机的输出电压相关联；比较所述第一参数和预设阈值；当所述第一参数小于所述预设阈值时，选择电压前馈控制模组控制所述永磁同步电机；当所述第一参数大于所述预设阈值时，选择矢量控制模组控制所述永磁同步电机。
在一实施例中，所述处理器41执行所述程序时实现：获得永磁同步电机的输出电压，比较所述输出电压和第一预设阈值；或者，获得电机反馈转速，比较所述电机反馈转速和第二预设阈值；或者，获得电机指令转速，比较所述电机指令转速和第三预设阈值；或者，获得非零矢量宽度，比较所述非零矢量宽度和第四预设阈值。
可以理解，永磁同步电机的驱动控制装置还包括总线系统43，装置中的各个组件通过总线系统43耦合在一起。可理解，总线系统43用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统43除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图9中将各种总线都标为总线系统43。
可以理解，存储器42可以是易失性存储器或非易失性存储器，也可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(ROM，Read Only Memory)、可编程只读存储器(PROM，Programmable Read-Only Memory)、可擦除可编程只读存储器(EPROM，Erasable Programmable Read-Only Memory)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM，Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、磁性随机存取存储器(FRAM，ferromagnetic random access memory)、快闪存储器(Flash Memory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(CD-ROM，Compact Disc Read-Only Memory)；磁表面存储器可以是磁盘存储器或磁带存储器。易失性存储器可以是随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(SRAM，Static Random Access Memory)、同步静态随机存取存储器(SSRAM，Synchronous Static Random Access Memory)、动态随机存取存储器(DRAM，Dynamic Random Access Memory)、同步动态随机存取存储器(SDRAM，SynchronousDynamic Random Access Memory)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(DDRSDRAM，Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)、增强型同步动态随机存取存储器(ESDRAM，Enhanced Synchronous Dynamic Random Access Memory)、同步连接动态随机存取存储器(SLDRAM，SyncLink Dynamic Random Access Memory)、直接内存总线随机存取存储器(DRRAM，Direct Rambus Random Access Memory)。本发明实施例描述的存储器42旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
上述本发明实施例揭示的方法可以应用于处理器41中，或者由处理器41实现。处理器41可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器41中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器41可以是通用处理器、DSP，或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。处理器41可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤，可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于存储介质中，该存储介质位于存储器42，处理器41读取存储器42中的信息，结合其硬件完成前述方法的步骤。
在示例性实施例中，装置可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)、DSP、可编程逻辑器件(PLD，ProgrammableLogic Device)、复杂可编程逻辑器件(CPLD，Complex Programmable Logic Device)、FPGA、通用处理器、控制器、MCU、微处理器(Microprocessor)、或其他电子元件实现，用于执行前述方法。
实施例五
本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现：获得永磁同步电机的第一参数，所述第一参数与所述永磁同步电机的输出电压相关联；比较所述第一参数和预设阈值；当所述第一参数小于所述预设阈值时，选择电压前馈控制模组控制所述永磁同步电机；当所述第一参数大于所述预设阈值时，选择矢量控制模组控制所述永磁同步电机。
在一实施例中，该指令被处理器执行时实现：获得永磁同步电机的输出电压，比较所述输出电压和第一预设阈值；或者，获得电机反馈转速，比较所述电机反馈转速和第二预设阈值；或者，获得电机指令转速，比较所述电机指令转速和第三预设阈值；或者，获得非零矢量宽度，比较所述非零矢量宽度和第四预设阈值。
实施例六
本发明实施例还提供了一种永磁同步电机的驱动控制装置，装置的组成结构具体可参照图7a至图7f所示。所述装置包括位置传感器模块、速度计算模块和电压生成模块，所述电压生成模块中包括电机模型模块；其中，
所述位置传感器模块，用于获得电压前馈控制模组中永磁同步电机的转子磁场角度；所述转子磁场角度基于选择电压前馈控制模组控制永磁同步电机后获得；
所述速度计算模块，用于基于所述位置传感器模块获得的所述转子磁场角度获得速度信息；
所述电压生成模块，用于基于所述速度计算模块获得的所述速度信息和所述位置传感器模块获得的所述转子磁场角度、结合所述电机模型模块获得并输出驱动电压。
在一实施例中，所述装置还包括第一电流分配模块；所述电压生成模块中还包括Park逆变换模块和生成模块；
所述位置传感器模块，用于获得电压前馈控制模组中永磁同步电机的转子磁场角度；
所述速度计算模块，用于获得所述转子磁场角度对应的转子转速；
所述第一电流分配模块，用于获得所述永磁同步电机的转矩指令，基于所述转矩指令获得两相同步旋转坐标系下的电流指令；
所述电机模型模块，用于基于所述电流指令获得所述两相同步旋转坐标系下的第一电压指令；
所述Park逆变换模块，用于基于所述第一电压指令和转子磁场角度变换获得两相静止坐标系下的第二电压指令；
所述生成模块，用于基于所述第二电压指令获得并输出驱动电压。
其中，所述装置还包括第一调节器模块，用于获得转速指令，基于所述转速指令和转子转速生成所述转矩指令，发送所述转矩指令至所述第一电流分配模块。
在另一实施例中，所述电压生成模块中还包括Park逆变换模块和生成模块；其中，
所述位置传感器模块，用于获得电压前馈控制模组中永磁同步电机的转子磁场角度；
所述速度计算模块，用于获得所述转子磁场角度对应的转子转速；
所述电机模型模块，用于获得两相同步旋转坐标系下的第一电流指令和第二电流指令；基于所述包含所述第一电流指令和第二电流指令的电流指令获得所述两相同步旋转坐标系下的第一电压指令；
所述Park逆变换模块，用于基于所述第一电压指令和转子磁场角度变换获得两相静止坐标系下的第二电压指令；
所述生成模块，用于基于所述第二电压指令获得并输出驱动电压。
其中，所述装置还包括第二电流分配模块，用于基于所述第一电流指令生成第二电流指令，发送所述第二电流指令至所述电机模型模块；或者，
所述电机模型模块，用于获得预先设置为固定值的第二电流指令。
其中，所述装置还包括第二调节器模块，用于获得转速指令，基于所述转速指令和转子转速生成所述第一电流指令。
本实施例中，所述电机模型模块获得两相同步旋转坐标系下的第一电流指令和第二电流指令分别满足以下表达式：
其中，Rs为定子电阻，Ld,Lq分别为dq轴电感，ψf为永磁磁链。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (18)

1.一种永磁同步电机的驱动控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获得永磁同步电机的第一参数，所述第一参数与所述永磁同步电机的输出电压相关联；
比较所述第一参数和预设阈值；
当所述第一参数小于所述预设阈值时，选择电压前馈控制模组控制所述永磁同步电机；
当所述第一参数大于所述预设阈值时，选择矢量控制模组控制所述永磁同步电机。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一参数为输出电压；则比较所述第一参数和预设阈值，包括：比较所述输出电压和第一预设阈值；
或者，所述第一参数为电机反馈转速；则比较所述第一参数和预设阈值，包括：比较所述电机反馈转速和第二预设阈值；
或者，当所述电压前馈模组采用速度控制模式时，所述第一参数为电机指令转速；则比较所述第一参数和预设阈值，包括：比较所述电机指令转速和第三预设阈值；
或者，所述第一参数为非零矢量宽度；则比较所述第一参数和预设阈值，包括：比较所述非零矢量宽度和第四预设阈值。
3.一种永磁同步电机的驱动控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获得电压前馈控制模组中永磁同步电机的转子磁场角度，基于所述转子磁场角度获得速度信息；所述转子磁场角度基于选择电压前馈控制模组控制永磁同步电机后获得；
基于所述速度信息和转子磁场角度、结合电机模型获得并输出驱动电压。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述速度信息和转子磁场角度、结合电机模型获得并输出驱动电压，包括：
获得永磁同步电机的转子磁场角度，基于速度计算模块获得所述转子磁场角度对应的转子转速；
获得所述永磁同步电机的转矩指令，基于所述转矩指令和电流分配模块获得两相同步旋转坐标系下的电流指令；
基于所述电流指令和电机模型获得所述两相同步旋转坐标系下的第一电压指令；
基于所述第一电压指令和转子磁场角度变换获得两相静止坐标系下的第二电压指令；
基于所述第二电压指令获得并输出驱动电压。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获得所述永磁同步电机的转矩指令，包括：
获得转速指令，基于所述转速指令和转子转速生成所述转矩指令。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述速度信息和转子磁场角度、结合电机模型获得并输出驱动电压，包括：
获得永磁同步电机的转子磁场角度，基于速度计算模块获得所述转子磁场角度对应的转子转速；
获得两相同步旋转坐标系下的第一电流指令和第二电流指令；
基于所述包含所述第一电流指令和第二电流指令的电流指令和电机模型获得所述两相同步旋转坐标系下的第一电压指令；
基于所述第一电压指令和转子磁场角度变换获得两相静止坐标系下的第二电压指令；
基于所述第二电压指令获得并输出驱动电压。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二电流指令基于所述第一电流指令和电流分配模块获得；或者，
所述第二电流指令预先设置为固定值。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述获得两相同步旋转坐标系下的第一电流指令，包括：
获得转速指令，基于所述转速指令和转子转速获得所述第一电流指令。
9.一种永磁同步电机的驱动控制装置，其特征在于，所述装置包括参数获取单元、比较单元和选择控制单元；其中，
所述参数获取单元，用于获得永磁同步电机的第一参数，所述第一参数与所述永磁同步电机的输出电压相关联；
所述比较单元，用于比较所述参数获取单元获得的所述第一参数和预设阈值；
所述选择控制单元，用于当所述比较单元确定所述第一参数小于所述预设阈值时，选择电压前馈控制模组控制所述永磁同步电机；当所述比较单元确定所述第一参数大于所述预设阈值时，选择矢量控制模组控制所述永磁同步电机。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一参数为输出电压；所述比较单元，用于比较所述输出电压和第一预设阈值；或者，
所述第一参数为电机反馈转速；所述比较单元，用于比较所述电机反馈转速和第二预设阈值；或者，
当所述电压前馈模组采用速度控制模式时，所述第一参数为电机指令转速；所述比较单元，用于比较所述电机指令转速和第三预设阈值；或者，
所述第一参数为非零矢量宽度；所述比较单元，用于比较所述非零矢量宽度和第四预设阈值。
11.一种永磁同步电机的驱动控制装置，其特征在于，所述装置包括位置传感器模块、速度计算模块和电压生成模块，所述电压生成模块中包括电机模型模块；其中，
所述位置传感器模块，用于获得电压前馈控制模组中永磁同步电机的转子磁场角度；所述转子磁场角度基于选择电压前馈控制模组控制永磁同步电机后获得；
所述速度计算模块，用于基于所述位置传感器模块获得的所述转子磁场角度获得速度信息；
所述电压生成模块，用于基于所述速度计算模块获得的所述速度信息和所述位置传感器模块获得的所述转子磁场角度、结合所述电机模型模块获得并输出驱动电压。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一电流分配模块；所述电压生成模块中还包括Park逆变换模块和生成模块；
所述位置传感器模块，用于获得电压前馈控制模组中永磁同步电机的转子磁场角度；
所述速度计算模块，用于获得所述转子磁场角度对应的转子转速；
所述第一电流分配模块，用于获得所述永磁同步电机的转矩指令，基于所述转矩指令获得两相同步旋转坐标系下的电流指令；
所述电机模型模块，用于基于所述电流指令获得所述两相同步旋转坐标系下的第一电压指令；
所述Park逆变换模块，用于基于所述第一电压指令和转子磁场角度变换获得两相静止坐标系下的第二电压指令；
所述生成模块，用于基于所述第二电压指令获得并输出驱动电压。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一调节器模块，用于获得转速指令，基于所述转速指令和转子转速生成所述转矩指令，发送所述转矩指令至所述第一电流分配模块。
14.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述电压生成模块中还包括Park逆变换模块和生成模块；其中，
所述位置传感器模块，用于获得电压前馈控制模组中永磁同步电机的转子磁场角度；
所述速度计算模块，用于获得所述转子磁场角度对应的转子转速；
所述电机模型模块，用于获得两相同步旋转坐标系下的第一电流指令和第二电流指令；基于所述包含所述第一电流指令和第二电流指令的电流指令获得所述两相同步旋转坐标系下的第一电压指令；
所述Park逆变换模块，用于基于所述第一电压指令和转子磁场角度变换获得两相静止坐标系下的第二电压指令；
所述生成模块，用于基于所述第二电压指令获得并输出驱动电压。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第二电流分配模块，用于基于所述第一电流指令生成第二电流指令，发送所述第二电流指令至所述电机模型模块；或者，
所述电机模型模块，用于获得预先设置为固定值的第二电流指令。
16.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第二调节器模块，用于获得转速指令，基于所述转速指令和转子转速生成所述第一电流指令。
17.一种计算机存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，该指令被处理器执行时实现权利要求1或2所述方法的步骤。
18.一种永磁同步电机的驱动控制装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1或2所述方法的步骤。
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