CN108712124A - 单电阻检测直流母线电流的方法、装置及电机控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单电阻检测直流母线电流的方法、装置及电机控制系统，所述方法包括以下步骤：在每两个连续载波周期的第一个载波周期中，判断是否需要对空间矢量脉宽调制器输出的PWM波形进行修正；如果是，则先对第一个载波周期的PWM波形进行修正，并采用对称方式对两个连续载波周期的第二个载波周期的PWM波形进行修正；根据修正后的两个PWM波形获取直流母线电流。由此，采用对称方式修正相邻两个载波周期的PWM波形，根据修正后的PWM波形进行电流采样可确保采样电流的精度。

Description

单电阻检测直流母线电流的方法、装置及电机控制系统

技术领域

本发明涉及PWM控制技术领域，特别涉及一种单电阻检测直流母线电流的方法、装置及电机控制系统。

背景技术

电流采样对电机矢量控制是十分重要的。在有些场合，对直流母线电流进行单电阻电流采样重构相电流的方法具有竞争优势，基于单电阻电流采样的算法关键要解决在扇区更迭的过渡区及低速区存在电流采样不准的问题。

常规的方法是：在单电阻采样的非观测区(扇区更迭的过渡区及低速区)对PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)进行修正，通过将相邻两相PWM中的一相向前或向后移动一段距离来腾出采样时间窗口，此时维持总的有效矢量时间不变。

在采用常规方法对PWM修正之后，一般在每个有效矢量的时间窗口尾部进行采样，这样会带来两个问题：一是采样电流的时刻取决于有效矢量的出现时刻，采样的时间延迟不固定，造成控制不稳定；二是在每个有效矢量作用时间内，电流并不是固定值，而是一个受直流母线电压、电机参数、电机状态影响的变化值，尾端采样的电流值不能反映该周期内的平均值，所以利用尾端采样的电流值替代该周期的值会引入电流误差。

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，本发明的第一个目的在于提出一种单电阻检测直流母线电流的方法，采用对称方式修正相邻两个载波周期的PWM波形，根据修正后的PWM波形进行电流采样可确保采样电流的精度。

本发明的第二个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。

本发明的第三个目的在于提出一种单电阻检测直流母线电流的装置。

本发明的第四个目的在于提出一种电机控制系统。

为实现上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种单电阻检测直流母线电流的方法，包括以下步骤：在每两个连续载波周期的第一个载波周期中，判断是否需要对空间矢量脉宽调制器输出的PWM波形进行修正；如果是，则先对所述第一个载波周期的PWM波形进行修正，并采用对称方式对所述两个连续载波周期的第二个载波周期的PWM波形进行修正；根据修正后的两个所述PWM波形获取直流母线电流。

根据本发明实施例的单电阻检测直流母线电流的方法，在每两个连续载波周期的第一个载波周期中，判断是否需要对空间矢量脉宽调制器输出的PWM波形进行修正，如果是，则先对第一个载波周期的PWM波形进行修正，并采用对称方式对两个连续载波周期的第二个载波周期的PWM波形进行修正，以及根据修正后的两个PWM波形获取直流母线电流。由此，采用对称方式修正相邻两个载波周期的PWM波形，根据修正后的PWM波形进行电流采样可确保采样电流的精度。

根据本发明的一个实施例，所述判断是否需要对空间矢量脉宽调制器输出的PWM波形进行修正，包括：获取所述PWM波形的最小相比较值、中间相比较值和最大相比较值；根据所述最小相比较值、所述中间相比较值、所述最大相比较值和预设的最小非零基本矢量判断是否需要对所述PWM波形进行修正。

根据本发明的一个实施例，所述对所述第一个载波周期的PWM波形进行修正，包括：判断输入到所述空间矢量脉宽调制器的电压矢量的工作区；如果所述输入到所述空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在扇区过渡区，则根据所述最小相比较值、所述中间相比较值和所述最大相比较值判断中间相的相对位置；当所述中间相在左侧时，保持最大相和最小相不变，将所述中间相右移；当所述中间相在右侧时，保持最大相和最小相不变，将所述中间相左移。

进一步地，所述对所述第一个载波周期的PWM波形进行修正，还包括：如果所述输入到所述空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在低速调制区，则保持所述中间相不变，将所述最大相左移和将所述最小相右移，或者，保持所述中间相不变，将所述最大相右移和将所述最小相左移。

根据本发明的一个实施例，当所述输入到所述空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在扇区过渡区时，所述采用对称方式对所述两个连续载波周期的第二个载波周期的PWM波形进行修正，包括：当采用将所述中间相右移的方式对所述第一个载波周期的PWM波形进行修正时，采用保持最大相和最小相不变，将所述中间相左移的方式对所述第二个载波周期的PWM波形进行修正；当采用将所述中间相左移的方式对所述第一个载波周期的PWM波形进行修正时，采用保持最大相和最小相不变，将所述中间相右移的方式对所述第二个载波周期的PWM波形进行修正。

根据本发明的一个实施例，当所述输入到所述空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在低速调制区时，所述采用对称方式对所述两个连续载波周期的第二个载波周期的PWM波形进行修正，包括：当采用将所述最大相左移和将所述最小相右移的方式对所述第一个载波周期的PWM波形进行修正时，采用保持所述中间相不变，将所述最大相右移和将所述最小相左移的方式对所述第二个载波周期的PWM波形进行修正；当采用将所述最大相右移和将所述最小相左移对所述第一个载波周期的PWM波形进行修正时，采用保持所述中间相不变，将所述最大相左移和将所述最小相右移的方式对所述第二个载波周期的PWM波形进行修正。

根据本发明的一个实施例，所述根据修正后的两个所述PWM波形获取直流母线电流，包括：在所述第一个载波周期中，获取修正后的所述PWM波形的中间相比较值和最小相比较值，将修正后的中间相比较值减去第一预设值获得第一电流采样时刻，并将修正后的最小相比较值减去第二预设值获得第二电流采样时刻；在所述第二个载波周期中，获取修正后的所述PWM波形的中间相比较值和最小相比较值，将修正后的中间相比较值加上二分之一载波周期再减去所述第二预设值获得第三电流采样时刻，并将修正后的最大相比较值加上二分之一载波周期再减去所述第一预设值获得第四电流采样时刻；分别获取所述第一电流采样时刻、所述第二电流采样时刻、所述第三电流采样时刻和所述第四电流采样时刻的电流值，以获得第一电流值、第二电流值、第三电流值和第四电流值；根据所述第一电流值和所述第三电流值的平均值获得第一直流母线电流，并根据所述第二电流值和所述第四电流值的平均值获得第二直流母线电流。

为实现上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的单电阻检测直流母线电流的方法。

根据本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质，通过上述的单电阻检测直流母线电流的方法，采用对称方式修正相邻两个载波周期的PWM波形，根据修正后的PWM波形进行电流采样可确保采样电流的精度。

为实现上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种单电阻检测直流母线电流的装置，包括：判断单元，用于在每两个连续载波周期的第一个载波周期中，判断是否需要对空间矢量脉宽调制器输出的PWM波形进行修正；修正单元，用于在判断需要对空间矢量脉宽调制器输出的PWM波形进行修正时，先对所述第一个载波周期的PWM波形进行修正，并采用对称方式对所述两个连续载波周期的第二个载波周期的PWM波形进行修正；电流获取单元，用于根据修正后的两个所述PWM波形获取直流母线电流。

根据本发明实施例的单电阻检测直流母线电流的装置，通过判断单元在每两个连续载波周期的第一个载波周期中，判断是否需要对空间矢量脉宽调制器输出的PWM波形进行修正，并通过修正单元在判断需要对空间矢量脉宽调制器输出的PWM波形进行修正时，先对第一个载波周期的PWM波形进行修正，并采用对称方式对两个连续载波周期的第二个载波周期的PWM波形进行修正，以及通过电流获取单元根据修正后的两个PWM波形获取直流母线电流。由此，采用对称方式修正相邻两个载波周期的PWM波形，根据修正后的PWM波形进行电流采样可确保采样电流的精度。

根据本发明的一个实施例，所述判断单元具体用于：获取所述PWM波形的最小相比较值、中间相比较值和最大相比较值；根据所述最小相比较值、所述中间相比较值、所述最大相比较值和预设的最小非零基本矢量判断是否需要对所述PWM波形进行修正。

根据本发明的一个实施例，所述修正单元具体用于：判断输入到所述空间矢量脉宽调制器的电压矢量的工作区；如果所述输入到所述空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在扇区过渡区，则根据所述最小相比较值、所述中间相比较值和所述最大相比较值判断中间相的相对位置；当所述中间相在左侧时，保持最大相和最小相不变，将所述中间相右移；当所述中间相在右侧时，保持最大相和最小相不变，将所述中间相左移。

进一步地，所述修正单元还具体用于：如果所述输入到所述空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在低速调制区，则保持所述中间相不变，将所述最大相左移和将所述最小相右移，或者，保持所述中间相不变，将所述最大相右移和将所述最小相左移。

根据本发明的一个实施例，当所述输入到所述空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在扇区过渡区时，所述修正单元还具体用于：当采用将所述中间相右移的方式对所述第一个载波周期的PWM波形进行修正时，采用保持最大相和最小相不变，将所述中间相左移的方式对所述第二个载波周期的PWM波形进行修正；当采用将所述中间相左移的方式对所述第一个载波周期的PWM波形进行修正时，采用保持最大相和最小相不变，将所述中间相右移的方式对所述第二个载波周期的PWM波形进行修正。

根据本发明的一个实施例，当所述输入到所述空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在低速调制区时，所述修正单元还具体用于：当采用将所述最大相左移和将所述最小相右移的方式对所述第一个载波周期的PWM波形进行修正时，采用保持所述中间相不变，将所述最大相右移和将所述最小相左移的方式对所述第二个载波周期的PWM波形进行修正；当采用将所述最大相右移和将所述最小相左移对所述第一个载波周期的PWM波形进行修正时，采用保持所述中间相不变，将所述最大相左移和将所述最小相右移的方式对所述第二个载波周期的PWM波形进行修正。

根据本发明的一个实施例，所述电流获取单元具体用于：在所述第一个载波周期中，获取修正后的所述PWM波形的中间相比较值和最小相比较值，将修正后的中间相比较值减去第一预设值获得第一电流采样时刻，并将修正后的最小相比较值减去第二预设值获得第二电流采样时刻；在所述第二个载波周期中，获取修正后的所述PWM波形的中间相比较值和最小相比较值，将修正后的中间相比较值加上二分之一载波周期再减去所述第二预设值获得第三电流采样时刻，并将修正后的最大相比较值加上二分之一载波周期再减去所述第一预设值获得第四电流采样时刻；分别获取所述第一电流采样时刻、所述第二电流采样时刻、所述第三电流采样时刻和所述第四电流采样时刻的电流值，以获得第一电流值、第二电流值、第三电流值和第四电流值；根据所述第一电流值和所述第三电流值的平均值获得第一直流母线电流，并根据所述第二电流值和所述第四电流值的平均值获得第二直流母线电流。

为实现上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种电机控制系统，其包括上述的单电阻检测直流母线电流的装置。

根据本发明实施例的电机控制系统，通过上述的单电阻检测直流母线电流的装置，采用对称方式修正相邻两个载波周期的PWM波形，根据修正后的PWM波形进行电流采样可确保采样电流的精度。

附图说明

图1是根据本发明实施例的单电阻检测直流母线电流的方法的流程图；

图2是根据本发明一个实施例的在扇区过渡区的PWM波形的修正示意图；

图3是根据本发明一个实施例的低速调制区的PWM波形的修正示意图；

图4是根据本发明一个实施例的电流采样的示意图；

图5是根据本发明一个实施例的单电阻检测直流母线电流的方法的流程图；

图6是根据本发明实施例的单电阻检测直流母线电流的装置的方框示意图。

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。

下面参考附图来描述根据本发明实施例提出的单电阻检测直流母线电流的方法、装置及电机控制系统。

图1是根据本发明实施例的单电阻检测直流母线电流的方法的流程图。如图1所示，本发明实施例的单电阻检测直流母线电流的方法可包括以下步骤：

S1，在每两个连续载波周期的第一个载波周期中，判断是否需要对空间矢量脉宽调制器输出的PWM波形进行修正。

根据本发明的一个实施例，判断是否需要对空间矢量脉宽调制器输出的PWM波形进行修正，包括：获取PWM波形的最小相比较值、中间相比较值和最大相比较值；根据最小相比较值、中间相比较值、最大相比较值和预设的最小非零基本矢量判断是否需要对PWM波形进行修正。

需要说明的是，比较值是一个PWM寄存器对应三相的一个比较值，当PWM计数器产生的三角载波和比较值相等时，该相输出电压就会从开通翻转为关断或者从关断翻转为开通，也可以理解为时间的概念，两者是一一对应的。

具体地，在每两个连续载波周期的第一个载波周期中，进行一次参考矢量计算，以计算出原始的三个PWM比较值，分别为最小相比较值、中间相比较值和最大相比较值，然后根据最小相比较值、中间相比较值和最大相比较值判断是否需要对PWM波形进行修正，即判断两个有效矢量是否至少有一个出现宽度不够的情况。举例而言，当最大相比较值与中间相比较值之间的差值小于预设的最小非零基本矢量，或者中间相比较值与最小相比较值之间的差值小于预设的最小非零基本矢量时，判断两个有效矢量至少有一个出现宽度不够的情况，即判断此时需要对PWM波形进行修正。

S2，如果是，则先对第一个载波周期的PWM波形进行修正，并采用对称方式对两个连续载波周期的第二个载波周期的PWM波形进行修正。

根据本发明的一个实施例，对第一个载波周期的PWM波形进行修正，包括：判断输入到空间矢量脉宽调制器的电压矢量的工作区；如果输入到空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在扇区过渡区，则根据最小相比较值、中间相比较值和最大相比较值判断中间相的相对位置；当中间相在左侧时，保持最大相和最小相不变，将中间相右移；当中间相在右侧时，保持最大相和最小相不变，将中间相左移。如果输入到空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在低速调制区，则保持中间相不变，将最大相左移和将最小相右移，或者，保持中间相不变，将最大相右移和将最小相左移。

具体而言，如果判断需要对PWM波形进行修正，则可采用脉冲移相的方式对PWM波形进行修正。在采用脉冲移相的方式对PWM波形进行修正时，还判断输入到空间矢量脉宽调制器的电压矢量的工作区，不同的工作区对应不同的脉冲移相方式。其中，当输入到空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在扇区过渡区时，进一步根据最小相比较值、中间相比较值和最大相比较值判断中间相的相对位置。其中，如果中间相比较值小于或等于最小相比较值和最大相比较值之和的二分之一，则判断中间相在左侧，即判断中间相靠近最大相，此时可保持最大相和最小相不变，将中间相右移一段距离；如果中间相比较值大于最小相比较值和最大相比较值之和的二分之一，则判断中间相在右侧，即判断中间相靠近最小相，此时可保持最大相和最小相不变，将中间相左移一段距离，保证第一个载波周期的两个有效矢量的采样脉宽足够宽。

当输入到空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在低速调制区时，可以保持中间相不变，将最大相左移一段距离和将最小相右移一段距离，或者，保持中间相不变，将最大相右移一段距离和将最小相左移一段距离，保证第一个载波周期的两个有效矢量的采样脉宽足够宽。

举例而言，如图2所示，在第一个载波周期，当输入到空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在扇区过渡区，并且进一步判断出中间相在右侧，即中间相靠近最小相，此时可保持最大相和最小相不变，将中间相左移一段距离，保证第一个载波周期的两个有效矢量的采样脉宽足够宽，即保证第一个载波周期的ibus1采样矢量区间和ibus2采样矢量区间足够宽。如图3所示，在第一个载波周期，当输入到空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在低速调制区时，可保持中间相不变，将最大相左移一段距离，并将最小相右移一段距离，保证第一个载波周期的两个有效矢量的采样脉宽足够宽，即保证第一个载波周期的ibus1采样矢量区间和ibus2采样矢量区间足够宽。

根据本发明的一个实施例，当输入到空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在扇区过渡区时，采用对称方式对两个连续载波周期的第二个载波周期的PWM波形进行修正，包括：当采用将中间相右移的方式对第一个载波周期的PWM波形进行修正时，采用保持最大相和最小相不变，将中间相左移的方式对第二个载波周期的PWM波形进行修正；当采用将中间相左移的方式对第一个载波周期的PWM波形进行修正时，采用保持最大相和最小相不变，将中间相右移的方式对第二个载波周期的PWM波形进行修正。

进一步地，当输入到空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在低速调制区时，采用对称方式对两个连续载波周期的第二个载波周期的PWM波形进行修正，包括：当采用将最大相左移和将最小相右移的方式对第一个载波周期的PWM波形进行修正时，采用保持中间相不变，将最大相右移和将最小相左移的方式对第二个载波周期的PWM波形进行修正；当采用将最大相右移和将最小相左移对第一个载波周期的PWM波形进行修正时，采用保持中间相不变，将最大相左移和将最小相右移的方式对第二个载波周期的PWM波形进行修正。

具体而言，在每两个连续载波周期的第二个载波周期，对PWM波形进行反向操作。其中，当输入到空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在扇区过渡区时，如果在第一个载波周期是将中间相向右移动一段距离，那么在第二个载波周期，就会将中间相左移一段相同的距离；如果在第一个载波周期是将中间相向左移动一段距离，那么在第二个载波周期，就会将中间相右移一段相同的距离，保证第二个载波周期的两个有效矢量的采样脉宽足够宽。

当输入到空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在低速调制区时，如果在第一个载波周期是将最大相左移一段距离和将最小相右移一段距离，那么在第二个载波周期，就会将最大相右移一段相同的距离和将最小相左移一段相同的距离；如果在第一个载波周期是将最大相右移一段距离和将最小相左移一段距离，那么在第二个载波周期，就会将最大相左移一段相同的距离和将最小相右移一段相同的距离，保证第二个载波周期的两个有效矢量的采样脉宽足够宽。

举例而言，如图2所示，在第一个载波周期，当输入到空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在扇区过渡区，并且中间相在右侧时，可保持最大相和最小相不变，将中间相左移一段距离，保证第一个载波周期的两个有效矢量的采样脉宽足够宽，即保证第一个载波周期的ibus1采样矢量区间和ibus2采样矢量区间足够宽。而在第二个载波周期，进行反向操作，此时保持最大相和最小相不变，将中间相右移一段相同的距离，保证第二个载波周期的两个有效矢量的采样脉宽足够宽，即保证第二个载波周期的ibus1采样矢量区间和ibus2采样矢量区间足够宽。

如图3所示，在第一个载波周期，当输入到空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在低速调制区时，可保持中间相不变，将最大相左移一段距离，并将最小相右移一段距离，保证第一个载波周期的两个有效矢量的采样脉宽足够宽，即保证第一个载波周期的ibus1采样矢量区间和ibus2采样矢量区间足够宽。而在第二个载波周期，进行反向操作，此时保持中间相不变，将最大相右移一段相同的距离，并将最小相左移一段相同的距离，保证第二个载波周期的两个有效矢量的采样脉宽足够宽，即保证第二个载波周期的ibus1采样矢量区间和ibus2采样矢量区间足够宽。

S3，根据修正后的两个PWM波形获取直流母线电流。

根据本发明的一个实施例，根据修正后的两个PWM波形获取直流母线电流，包括：在第一个载波周期中，获取修正后的PWM波形的中间相比较值和最小相比较值，将修正后的中间相比较值减去第一预设值获得第一电流采样时刻，并将修正后的最小相比较值减去第二预设值获得第二电流采样时刻；在第二个载波周期中，获取修正后的PWM波形的中间相比较值和最小相比较值，将修正后的中间相比较值加上二分之一载波周期再减去第二预设值获得第三电流采样时刻，并将修正后的最大相比较值加上二分之一载波周期再减去第一预设值获得第四电流采样时刻；分别获取第一电流采样时刻、第二电流采样时刻、第三电流采样时刻和第四电流采样时刻的电流值，以获得第一电流值、第二电流值、第三电流值和第四电流值；根据第一电流值和第三电流值的平均值获得第一直流母线电流，并根据第二电流值和第四电流值的平均值获得第二直流母线电流。其中，第一预设值和第二预设值可根据实际情况进行标定。

具体而言，如图4所示，在根据修正后的两个PWM波形获取直流母线电流时，可设置第一个载波周期的两个电流采样时刻分别为：中间相比较值减去一固定值和最小相比较值减去一固定值，并设置第二个载波周期的两个电流采样时刻分别为：中间相比较值加上二分之一载波周期再减去一固定值和最大相比较值加上二分之一载波周期再减去一固定值。通过获取上述四个电流采样时刻的电流值可获得四个电流值，分别记为第一电流值ibus1_first、第二电流值ibus2_first、第三电流值ibus1_last和第四电流值ibus2_last，然后计算第一电流值ibus1_first和第三电流值ibus1_last的平均值可获得第一直流母线电流ibus1＝(ibus1_first+ibus1_last)/2，计算第二电流值ibus2_first和第四电流值ibus2_last的平均值可获得第二直流母线电流ibus2＝(ibus2_first+ibus2_last)/2。

也就是说，在单电阻采样的非观测区(低速区和扇区过渡区)，当两个有效矢量之一或者全部的持续时间少于电流采样时间时，通过脉冲移相的方式获得采样所需的时间窗口，同时为确保采样电流的精度，按对称方式同步修正相邻两个载波周期的PWM波形。

具体地，在两个PWM载波周期中，仅执行一次PWM波形运算，按对称方式同步修改两个载波周期的PWM波形，即在两个载波周期的第一个载波周期，PWM波形修正确保左半PWM周期两个矢量采样时间窗口足够，采样电流为ibus1_first和ibus2_first，并在两个载波周期的第二个载波周期，PWM波形修正确保右半PWM周期两个矢量采样时间窗口足够，采样电流为ibus1_last和ibus2_last；或者，在两个载波周期的第一个载波周期，PWM波形修正确保右半PWM周期两个矢量采样窗口足够，采样电流为ibus1_first和ibus2_first，并在两个载波周期的第二个载波周期，PWM波形修正确保左半PWM周期两个矢量采样时间窗口足够，采样电流为ibus1_last和ibus2_last。然后，两个载波周期合并计算一次电流，即对应第一矢量的电流ibus1＝(ibus1_first+ibus1_last)/2，对应第二矢量的电流ibus2＝(ibus2_first+ibus2_last)/2。

由于采用对称操作连续的两个PWM载波周期，所以获得的电流值反映的是两个载波周期中间时刻的值，这样一方面反映了开关周期内的平均值，保证了采样电流的精度；另一方面采样的时间延迟固定为一个PWM载波周期，有利于系统控制的稳定性。

为使本领域技术人员能够更清楚的了解本发明。图5是根据本发明一个实施例的单电阻检测直流母线电流的方法的流程图，如图5所示，该单电阻检测直流母线电流的方法可包括以下步骤：

S101，在每两个连续载波周期的第一个载波周期，进行一次参考矢量计算，以获得最小相比较值、中间相比较值和最大相比较值。

S102，判断两个有效矢量是否至少有一个出现宽度不够的情况。如果是，执行步骤S103；如果否，执行步骤S108。

S103，判断非观测区是扇区过渡区还是低速调制区。

S104，如果判断非观测区是扇区过渡区，则进一步判断中间相是靠近最大相还是最小相。

S105，如果中间相靠近最大相，则保持最大相和最小相不变，将中间相向右移动一段距离。

S106，如果中间相靠近最小相，则保持最大相和最小相不变，将中间相向左移动一段距离。

S107，如果判断非观测区是低速调制区，则保持中间相不变，将最大相左移一段距离和将最小相右移一段距离；或者，保持中间相不变，将最大相右移一段距离和将最小相左移一段距离。

S108，设置第一个载波周期的两个电流采样时刻分别为：1)中间相比较值减一固定值；2)最小相比较值减一固定值。

S109，在第二个载波周期，对PWM反向操作。

S110，设置第二个载波周期的两个电流采样时刻分别为：1)二分之一载波周期加中间相比较值减一固定值2)二分之一载波周期加最大相比较值减一固定值。

S111，进入下一个由两个载波周期构成的大周期，将步骤S108和S110的电流值求平均，作为采样电流的最终值，进行一次参考矢量计算，重复迭代以上步骤。

由此，通过在非观测区对PWM波形的修正，解决了单电阻采样的问题，通过两个载波周期的镜像操作，求取平均采样电流，使得采样的电流总是反映这两个载波周期中间时刻的电流值，是真正意义上的平均概念，同时该值和计算时刻维持固定一个载波周期的时间延迟，所以不仅解决了电流不可观测区域的采样，又解决了采样电流不能反映该周期平均值的问题，同时对于控制系统而言，固定时间延迟可以提高控制精度。

综上所述，根据本发明实施例的单电阻检测直流母线电流的方法，在每两个连续载波周期的第一个载波周期中，判断是否需要对空间矢量脉宽调制器输出的PWM波形进行修正，如果是，则先对第一个载波周期的PWM波形进行修正，并采用对称方式对两个连续载波周期的第二个载波周期的PWM波形进行修正，以及根据修正后的两个PWM波形获取直流母线电流。由此，采用对称方式修正相邻两个载波周期的PWM波形，根据修正后的PWM波形进行电流采样可确保采样电流的精度，同时可提高控制系统的控制精度。

另外，本发明的实施例还提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的单电阻检测直流母线电流的方法。

根据本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质，通过上述的单电阻检测直流母线电流的方法，采用对称方式修正相邻两个载波周期的PWM波形，根据修正后的PWM波形进行电流采样可确保采样电流的精度。

图6是根据本发明实施例的单电阻检测直流母线电流的装置的方框示意图。如图6所示，本发明实施例的单电阻检测直流母线电流的装置可包括：判断单元10、修正单元20和电流获取单元30。

其中，判断单元10用于在每两个连续载波周期的第一个载波周期中，判断是否需要对空间矢量脉宽调制器输出的PWM波形进行修正；修正单元20用于在判断需要对空间矢量脉宽调制器输出的PWM波形进行修正时，先对第一个载波周期的PWM波形进行修正，并采用对称方式对两个连续载波周期的第二个载波周期的PWM波形进行修正；电流获取单元30用于根据修正后的两个PWM波形获取直流母线电流。

根据本发明的一个实施例，判断单元10具体用于：获取PWM波形的最小相比较值、中间相比较值和最大相比较值；根据最小相比较值、中间相比较值、最大相比较值和预设的最小非零基本矢量判断是否需要对PWM波形进行修正。

根据本发明的一个实施例，修正单元20具体用于：判断输入到空间矢量脉宽调制器的电压矢量的工作区；如果输入到空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在扇区过渡区，则根据最小相比较值、中间相比较值和最大相比较值判断中间相的相对位置；当中间相在左侧时，保持最大相和最小相不变，将中间相右移；当中间相在右侧时，保持最大相和最小相不变，将中间相左移。

进一步地，修正单元20还具体用于：如果输入到空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在低速调制区，则保持中间相不变，将最大相左移和将最小相右移，或者，保持中间相不变，将最大相右移和将最小相左移。

根据本发明的一个实施例，当输入到空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在扇区过渡区时，修正单元20还具体用于：当采用将中间相右移的方式对第一个载波周期的PWM波形进行修正时，采用保持最大相和最小相不变，将中间相左移的方式对第二个载波周期的PWM波形进行修正；当采用将中间相左移的方式对第一个载波周期的PWM波形进行修正时，采用保持最大相和最小相不变，将中间相右移的方式对第二个载波周期的PWM波形进行修正。

根据本发明的一个实施例，当输入到空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在低速调制区时，修正单元20还具体用于：当采用将最大相左移和将最小相右移的方式对第一个载波周期的PWM波形进行修正时，采用保持中间相不变，将最大相右移和将最小相左移的方式对第二个载波周期的PWM波形进行修正；当采用将最大相右移和将最小相左移对第一个载波周期的PWM波形进行修正时，采用保持中间相不变，将最大相左移和将最小相右移的方式对第二个载波周期的PWM波形进行修正。

根据本发明的一个实施例，电流获取单元30具体用于：在第一个载波周期中，获取修正后的PWM波形的中间相比较值和最小相比较值，将修正后的中间相比较值减去第一预设值获得第一电流采样时刻，并将修正后的最小相比较值减去第二预设值获得第二电流采样时刻；在第二个载波周期中，获取修正后的PWM波形的中间相比较值和最小相比较值，将修正后的中间相比较值加上二分之一载波周期再减去第二预设值获得第三电流采样时刻，并将修正后的最大相比较值加上二分之一载波周期再减去第一预设值获得第四电流采样时刻；分别获取第一电流采样时刻、第二电流采样时刻、第三电流采样时刻和第四电流采样时刻的电流值，以获得第一电流值、第二电流值、第三电流值和第四电流值；根据第一电流值和第三电流值的平均值获得第一直流母线电流，并根据第二电流值和第四电流值的平均值获得第二直流母线电流。

需要说明的是，本发明实施例的单电阻检测直流母线电流的装置中未披露的细节，请参考本发明实施例的单电阻检测直流母线电流的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单电阻检测直流母线电流的装置，通过判断单元在每两个连续载波周期的第一个载波周期中，判断是否需要对空间矢量脉宽调制器输出的PWM波形进行修正，并通过修正单元在判断需要对空间矢量脉宽调制器输出的PWM波形进行修正时，先对第一个载波周期的PWM波形进行修正，并采用对称方式对两个连续载波周期的第二个载波周期的PWM波形进行修正，以及通过电流获取单元根据修正后的两个PWM波形获取直流母线电流。由此，采用对称方式修正相邻两个载波周期的PWM波形，根据修正后的PWM波形进行电流采样可确保采样电流的精度。

此外，本发明的实施例还提出了一种电机控制系统，其包括上述的单电阻检测直流母线电流的装置。

根据本发明实施例的电机控制系统，通过上述的单电阻检测直流母线电流的装置，采用对称方式修正相邻两个载波周期的PWM波形，根据修正后的PWM波形进行电流采样可确保采样电流的精度。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

另外，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 (16)

1.一种单电阻检测直流母线电流的方法，其特征在于，包括以下步骤：

在每两个连续载波周期的第一个载波周期中，判断是否需要对空间矢量脉宽调制器输出的PWM波形进行修正；

如果是，则先对所述第一个载波周期的PWM波形进行修正，并采用对称方式对所述两个连续载波周期的第二个载波周期的PWM波形进行修正；

根据修正后的两个所述PWM波形获取直流母线电流。

2.如权利要求1所述的单电阻检测直流母线电流的方法，其特征在于，所述判断是否需要对空间矢量脉宽调制器输出的PWM波形进行修正，包括：

获取所述PWM波形的最小相比较值、中间相比较值和最大相比较值；

根据所述最小相比较值、所述中间相比较值、所述最大相比较值和预设的最小非零基本矢量判断是否需要对所述PWM波形进行修正。

3.如权利要求2所述的单电阻检测直流母线电流的方法，其特征在于，所述对所述第一个载波周期的PWM波形进行修正，包括：

判断输入到所述空间矢量脉宽调制器的电压矢量的工作区；

如果所述输入到所述空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在扇区过渡区，则根据所述最小相比较值、所述中间相比较值和所述最大相比较值判断中间相的相对位置；

当所述中间相在左侧时，保持最大相和最小相不变，将所述中间相右移；

当所述中间相在右侧时，保持最大相和最小相不变，将所述中间相左移。

4.如权利要求3所述的单电阻检测直流母线电流的方法，其特征在于，所述对所述第一个载波周期的PWM波形进行修正，还包括：

如果所述输入到所述空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在低速调制区，则保持所述中间相不变，将所述最大相左移和将所述最小相右移，或者，保持所述中间相不变，将所述最大相右移和将所述最小相左移。

5.如权利要求3所述的单电阻检测直流母线电流的方法，其特征在于，当所述输入到所述空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在扇区过渡区时，所述采用对称方式对所述两个连续载波周期的第二个载波周期的PWM波形进行修正，包括：

当采用将所述中间相右移的方式对所述第一个载波周期的PWM波形进行修正时，采用保持最大相和最小相不变，将所述中间相左移的方式对所述第二个载波周期的PWM波形进行修正；

当采用将所述中间相左移的方式对所述第一个载波周期的PWM波形进行修正时，采用保持最大相和最小相不变，将所述中间相右移的方式对所述第二个载波周期的PWM波形进行修正。

6.如权利要求4所述的单电阻检测直流母线电流的方法，其特征在于，当所述输入到所述空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在低速调制区时，所述采用对称方式对所述两个连续载波周期的第二个载波周期的PWM波形进行修正，包括：

当采用将所述最大相左移和将所述最小相右移的方式对所述第一个载波周期的PWM波形进行修正时，采用保持所述中间相不变，将所述最大相右移和将所述最小相左移的方式对所述第二个载波周期的PWM波形进行修正；

当采用将所述最大相右移和将所述最小相左移对所述第一个载波周期的PWM波形进行修正时，采用保持所述中间相不变，将所述最大相左移和将所述最小相右移的方式对所述第二个载波周期的PWM波形进行修正。

7.如权利要求1所述的单电阻检测直流母线电流的方法，其特征在于，所述根据修正后的两个所述PWM波形获取直流母线电流，包括：

在所述第一个载波周期中，获取修正后的所述PWM波形的中间相比较值和最小相比较值，将修正后的中间相比较值减去第一预设值获得第一电流采样时刻，并将修正后的最小相比较值减去第二预设值获得第二电流采样时刻；

在所述第二个载波周期中，获取修正后的所述PWM波形的中间相比较值和最小相比较值，将修正后的中间相比较值加上二分之一载波周期再减去所述第二预设值获得第三电流采样时刻，并将修正后的最大相比较值加上二分之一载波周期再减去所述第一预设值获得第四电流采样时刻；

分别获取所述第一电流采样时刻、所述第二电流采样时刻、所述第三电流采样时刻和所述第四电流采样时刻的电流值，以获得第一电流值、第二电流值、第三电流值和第四电流值；

根据所述第一电流值和所述第三电流值的平均值获得第一直流母线电流，并根据所述第二电流值和所述第四电流值的平均值获得第二直流母线电流。

8.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的单电阻检测直流母线电流的方法。

9.一种单电阻检测直流母线电流的装置，其特征在于，包括：

判断单元，用于在每两个连续载波周期的第一个载波周期中，判断是否需要对空间矢量脉宽调制器输出的PWM波形进行修正；

修正单元，用于在判断需要对空间矢量脉宽调制器输出的PWM波形进行修正时，先对所述第一个载波周期的PWM波形进行修正，并采用对称方式对所述两个连续载波周期的第二个载波周期的PWM波形进行修正；

电流获取单元，用于根据修正后的两个所述PWM波形获取直流母线电流。

10.如权利要求9所述的单电阻检测直流母线电流的装置，其特征在于，所述判断单元具体用于：

获取所述PWM波形的最小相比较值、中间相比较值和最大相比较值；

根据所述最小相比较值、所述中间相比较值、所述最大相比较值和预设的最小非零基本矢量判断是否需要对所述PWM波形进行修正。

11.如权利要求10所述的单电阻检测直流母线电流的装置，其特征在于，所述修正单元具体用于：

判断输入到所述空间矢量脉宽调制器的电压矢量的工作区；

如果所述输入到所述空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在扇区过渡区，则根据所述最小相比较值、所述中间相比较值和所述最大相比较值判断中间相的相对位置；

当所述中间相在左侧时，保持最大相和最小相不变，将所述中间相右移；

当所述中间相在右侧时，保持最大相和最小相不变，将所述中间相左移。

12.如权利要求11所述的单电阻检测直流母线电流的装置，其特征在于，所述修正单元还具体用于：

如果所述输入到所述空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在低速调制区，则保持所述中间相不变，将所述最大相左移和将所述最小相右移，或者，保持所述中间相不变，将所述最大相右移和将所述最小相左移。

13.如权利要求11所述的单电阻检测直流母线电流的装置，其特征在于，当所述输入到所述空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在扇区过渡区时，所述修正单元还具体用于：

当采用将所述中间相右移的方式对所述第一个载波周期的PWM波形进行修正时，采用保持最大相和最小相不变，将所述中间相左移的方式对所述第二个载波周期的PWM波形进行修正；

当采用将所述中间相左移的方式对所述第一个载波周期的PWM波形进行修正时，采用保持最大相和最小相不变，将所述中间相右移的方式对所述第二个载波周期的PWM波形进行修正。

14.如权利要求12所述的单电阻检测直流母线电流的装置，其特征在于，当所述输入到所述空间矢量脉宽调制器的电压矢量工作在低速调制区时，所述修正单元还具体用于：

当采用将所述最大相左移和将所述最小相右移的方式对所述第一个载波周期的PWM波形进行修正时，采用保持所述中间相不变，将所述最大相右移和将所述最小相左移的方式对所述第二个载波周期的PWM波形进行修正；

当采用将所述最大相右移和将所述最小相左移对所述第一个载波周期的PWM波形进行修正时，采用保持所述中间相不变，将所述最大相左移和将所述最小相右移的方式对所述第二个载波周期的PWM波形进行修正。

15.如权利要求9所述的单电阻检测直流母线电流的装置，其特征在于，所述电流获取单元具体用于：

在所述第一个载波周期中，获取修正后的所述PWM波形的中间相比较值和最小相比较值，将修正后的中间相比较值减去第一预设值获得第一电流采样时刻，并将修正后的最小相比较值减去第二预设值获得第二电流采样时刻；

在所述第二个载波周期中，获取修正后的所述PWM波形的中间相比较值和最小相比较值，将修正后的中间相比较值加上二分之一载波周期再减去所述第二预设值获得第三电流采样时刻，并将修正后的最大相比较值加上二分之一载波周期再减去所述第一预设值获得第四电流采样时刻；

分别获取所述第一电流采样时刻、所述第二电流采样时刻、所述第三电流采样时刻和所述第四电流采样时刻的电流值，以获得第一电流值、第二电流值、第三电流值和第四电流值；

根据所述第一电流值和所述第三电流值的平均值获得第一直流母线电流，并根据所述第二电流值和所述第四电流值的平均值获得第二直流母线电流。

16.一种电机控制系统，其特征在于，包括如权利要求9-15中任一项所述的单电阻检测直流母线电流的装置。