CN109936313A - 适用于同步电机的控制方法、系统、终端、介质及缝纫机 - Google Patents

Abstract

本申请提供适用于同步电机的控制方法、系统、终端、介质及缝纫机，本申请利用最优化方法并采用判断死区的方式查找电机转子的初始位置，实现成本低，操作方式简单，容易理解，降低了开发周期，并提高了开发效率，不用外加外围检测设备即可直接通过软件实现；并且，本申请在执行控制的每个阶段步骤采用正负电压矢量给定的方式，有效解决了由于电机转动惯量所造成的检测误差；此外，本申请采用电压开环控制，不需要检测电流形成闭环，避免了电流传感器的采样精度以及电流采样零漂的影响，同时对开环电压进行母线比例补偿，又消除了外部电压波动对于检测结果的影响。

Description

适用于同步电机的控制方法、系统、终端、介质及缝纫机

技术领域

本申请涉及电机控制技术领域，特别是涉及适用于同步电机的控制方法、系统、终端、介质及缝纫机。

背景技术

永磁同步机和异步电机相比具有结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高、控制性能优异等优点，故目前广泛应用于工业缝纫机、电动汽车等各个领域。

目前工业缝纫机更新换代的速度非常快，传统的工业缝纫机通常都是下挂的异步电机皮带轮传动，现已基本更换为无壳永磁同步电机直驱传动方式了。对于永磁同步电机的控制，电机转子的位置是实现高性能调速控制的一个必要条件，而获取转子位置的方法一般是采用位置传感器检测，常用的位置传感器主要有以下几种：霍尔传感器、磁电编码器、旋转变压器、绝对式光电编码器、增量式光电编码器等。

基于性能与价格的综合考虑，目前工业缝纫机市场上，普遍应用最多的是增量式光电编码器，它的基本工作原理是在一个绝对基准位置的基础上，通过获取传感器信号的增量来得到当前位置，但是刚开机时无法通过基准点进行校准，所以在开机启动后电机开始运行之前必须确定一个初始位置。

现有传统的确定转子初始位置的方法主要有以下几个：通直法、转子微动法、高频电压注入法、电压脉冲矢量序列定位法、INFORM电感法、脉冲电压注入法等。以上方法中通直法电机需要转动，且转动方向不确定，应用场所局限性较大；转子微动法检测精度低，且检测效果易受负载和转动惯量的影响；后面几种方法实现较为复杂，且受电压电流大小以及电机固有特性影响较大。

申请内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供适用于同步电机的控制方法、系统、终端、介质及缝纫机，用于解决现有技术中检测转子初始位置的方法精度低，实现复杂，易受影响等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第一方面提供一种适用于同步电机的控制方法，同步电机转子磁极的一个转动周期内的轨迹上标定有多个角度位置，所述方法包括：以其中一个标定角度位置为目标角度位置，控制所述转子磁极从初始角度位置朝着所述目标角度位置转动；根据反馈的转子磁极的第一转向数据，将所述转子磁极的初始角度位置的可能区域缩小为以目标角度位置为界的逆向区域或顺向区域；在所述转子磁极可能所在的所述逆向区域或顺向区域选定一新的目标角度位置，并控制所述转子磁极从所述初始角度位置朝着所述新的目标角度位置转动；根据反馈的转子磁极的第二转向数据，将所述转子磁极的初始角度位置的可能区域进一步缩小为以所述新的目标角度位置为界的逆向区域或顺向区域；重复执行在所述转子磁极可能所在的所述逆向区域或顺向区域选定一新的目标角度位置并控制所述转子磁极从所述初始角度位置朝着所述新的目标角度位置转动的步骤，直至将所述转子磁极的初始角度位置的可能区域缩小至能够确定所述转子磁极的初始角度位置为止。

在本申请的第一方面的一些实施方式中，所述方法在最初执行控制所述转子磁极转动之前，还执行如下步骤：提供一电压矢量，用于为电机驱动模块中的电子元件充电，以满足所述电子元件开通所需的最低电压要求。

在本申请的第一方面的一些实施方式中，所述同步电机转子磁极的一个转动周期内的轨迹上标定的多个角度位置包括：0°位置、180°位置、90°位置、270°位置、45°位置、225°位置、135°位置以及315°位置。

在本申请的第一方面的一些实施方式中，选定一新的目标角度位置的方式包括：基于最优化方法选定新的目标角度位置。

在本申请的第一方面的一些实施方式中，所述最优化方法包括二分法，其包括：以所述转子磁极可能所在的所述逆向区域或顺向区域的中分线所对应的角度位置作为所述新的目标角度位置。

在本申请的第一方面的一些实施方式中，所述方法包括：控制所述转子磁极从初始角度位置朝着所述目标角度位置转动之后，给定所述转子磁极一与所述目标角度位置相反方向的控制信号，以令所述转子磁极快速停止转动。

在本申请的第一方面的一些实施方式中，所述直至将所述转子磁极的初始角度位置的可能区域缩小至能够确定所述转子磁极的初始角度位置为止，其包括：同步电机的转子处于不转动的状态且当前最新的目标角度位置落于判断死区内。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第二方面提供一种适用于同步电机的控制系统，所述系统包括：电机模块，其包括同步电机和位置传感器；其中，同步电机转子磁极的一个转动周期内的轨迹上标定有多个角度位置；电机驱动模块，其电性连接所述同步电机；主控模块，其电性连接所述电机驱动模块和位置传感器；所述主控模块以其中一个标定角度位置为目标角度位置，发送控制信号至所述电机驱动模块，以令所述电机驱动模块发送相应的电压矢量驱动信号至所述同步电机，以控制所述同步电机的转子磁极从初始角度位置朝着所述目标角度位置转动；以及，所述主控模块根据所述位置传感器所反馈的转子磁极的第一转向数据，将所述转子磁极的初始角度位置的可能区域缩小为以目标角度位置为界的逆向区域或顺向区域；以及所述主控模块在所述转子磁极可能所在的所述逆向区域或顺向区域选定一新的目标角度位置，发送控制信号至所述电机驱动模块，以令所述电机驱动模块发送相应的电压矢量驱动信号至所述同步电机，以控制所述转子磁极从所述初始角度位置朝着所述新的目标角度位置转动；以及所述主控模块根据所述位置传感器所反馈的转子磁极的第二转向数据，将所述转子磁极的初始角度位置的可能区域进一步缩小为以所述新的目标角度位置为界的逆向区域或顺向区域；以及所述主控模块重复执行在所述转子磁极可能所在的所述逆向区域或顺向区域选定一新的目标角度位置并控制所述转子磁极从所述初始角度位置朝着所述新的目标角度位置转动的步骤，直至将所述转子磁极的初始角度位置的可能区域缩小至能够确定所述转子磁极的初始角度位置为止。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述适用于同步电机的控制方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第四方面提供一种电子终端，包括：处理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行所述适用于同步电机的控制方法。

如上所述，本申请的适用于同步电机的控制方法、系统、终端、介质及缝纫机，具有以下有益效果：

1)本申请技术方案的实现成本低，操作方式简单，容易理解，降低了开发周期，并提高了开发效率，不用外加外围检测设备即可直接通过软件实现。

2)本申请在执行控制的每个阶段步骤采用正负电压矢量给定的方式，有效解决了由于电机转动惯量所造成的检测误差。

3)本申请采用电压开环控制，不需要检测电流形成闭环，避免了电流传感器的采样精度以及电流采样零漂的影响，同时对开环电压进行母线比例补偿，又消除了外部电压波动对于检测结果的影响。

4)本申请采用判断死区的方式确定转子初始位置，有效提高了检测精度。

5)本申请在每个阶段步骤负电压矢量给定完成前提前1ms检测电机转动位置，避免采集到错误信号，提高了方法的可靠性。

附图说明

图1显示为本申请一实施例中适用于同步电机的控制系统的示意图。

图2显示为本申请一实施例中电机驱动模块的结构示意图。

图3显示为本申请一实施例中适用于同步电机的控制方法的流程示意图。

图4显示为本申请一实施例中电压矢量的示意图。

图5显示为本申请一实施例中确定同步电机转子磁极初始位置的流程示意图。

图6显示为本申请一实施例中电子终端的结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员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与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，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申请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。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固持”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

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、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、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。

永磁同步机和异步电机相比具有结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高、控制性能优异等优点，故目前广泛应用于工业缝纫机、电动汽车等各个领域。目前的工业缝纫机已使用为无壳永磁同步电机直驱传动方式来替代传统的异步电机皮带轮传动方式。永磁同步机在刚开机时无法通过基准点进行校准，所以在开机启动后电机开始运行之前必须确定一个初始位置。现有传统的确定转子初始位置的方法主要有以下几个：通直法、转子微动法、高频电压注入法、电压脉冲矢量序列定位法、INFORM电感法、脉冲电压注入法等。以上方法中通直法电机需要转动，且转动方向不确定，应用场所局限性较大；转子微动法检测精度低，且检测效果易受负载和转动惯量的影响；后面几种方法实现较为复杂，且受电压电流大小以及电机固有特性影响较大。

鉴于上述种种现有技术中存在的技术问题，本申请提供适用于同步电机的控制方法、系统、电子终端及存储介质，本申请的技术方案基于转子微动法演变而来，能够快速精确地确定转子的初始位置，解决现有技术中的问题，提高检测结果的可靠性。

为便于本领域技术人员理解，现结合图1来说明本申请提供的适用于同步电机的控制系统，如图1所示，所述控制系统包括电机模块11、电机驱动模块12以及主控模块13，所述电机模块11包括同步电机111和位置传感器112。其中，所述主控模块13电性连接所述电机驱动模块12，所述12电机驱动模块电性连接所述同步电机111，且所述主控模块13还电性连接所述位置传感器112。

具体的，主控模块13给出特定大小和方向的电压矢量以控制电机驱动模块12，且主控模块13还接收位置传感器112的反馈信号以进行电压矢量方向切换。电机驱动模块12根据接收自主控模块13的控制信号，给出相应的电压矢量驱动信号来控制同步电机三相绕组。永磁同步电机111根据电压矢量驱动信号在定子产生特定磁场，电机转子在磁场作用下发生转动，并通过位置传感器112将转动数据反馈至主控模块13，以供主控模块13进行下一步控制。

本申请的电机驱动模块12的结构如图2所示，其中，元件201为母线电容、元件202为U相上桥IGBT，元件203为V相上桥IGBT，元件204为W相上桥IGBT，元件205为U相下桥IGBT，元件206为V相下桥IGBT，元件207为W相下桥IGBT，元件208为U相采样电阻，元件209为V相采样电阻，元件210为W相采样电阻，器件211则为同步电机。信号G1、G2、G3、G4、G5、G6分别为各桥IGBT的驱动信号，电压矢量角度与驱动信号的对应关系如下表所示，本实施例中选用矢量角度0°/180°、90°/270°、45°/225°、以及135°/315°这8个方向上的电压矢量，其中数字1代表该IGBT导通，数字0代表该IGBT关断。

需要说明的是，应理解以上系统的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，主控模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述系统的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述系统的存储器中，由上述系统的某一个处理元件调用并执行以上主控模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。

例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器(digital singnal processor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。

为便于本领域技术人员理解本申请中的主控模块如何进行控制以确定转子磁极的初始角度位置，下文将结合适用于同步电机的控制方法做进一步的解释说明。

如图3所示，展示本申请一实施例中适用于同步电机的控制方法的流程示意图。所述适用于同步电机的控制方法应用于主控模块，所述主控模块例如为包括存储器、存储器控制器、一个或多个处理单元(CPU)、外设接口、RF电路、音频电路、扬声器、麦克风、输入/输出(I/O)子系统、显示屏、其他输出或控制设备，以及外部端口等组件的计算机，所述计算机中的这些组件通过一条或多条通信总线或信号线进行通信。所述计算机包括但不限于如台式电脑、笔记本电脑、pad电脑、智能手机、智能电视、智能穿戴设备、个人数字助理(Personal Digital Assistant，简称PDA)等个人电脑。

同步电机转子磁极的一个转动周期内的轨迹上标定有多个角度位置，本实施例所标定的多个角度位置如所示图4，分别为0°位置、180°位置、90°位置、270°位置、45°位置、225°位置、135°位置以及315°位置。本申请的适用于同步电机的控制方法主要用于确定同步电机转子磁极的初始角度位置，为便于描述，本实施例设定45°位置为转子磁极的初始角度位置。

但需要说明的是，45°初始角度位置仅仅是本申请众多实施例中的一个，本领域技术人员可将本申请的技术方案应用于转子磁极的初始角度非45°的其它任一实施例中。此外，同步电机转子磁极的一个转动周期内的轨迹上标定多个角度位置的方式也不限于本实施例中这8个角度位置，本领域技术人员在不同的实施场景中可做适应的调整与修改。

具体而言，所述适用于同步电机的控制方法的执行流程主要包括步骤S31、步骤S32、步骤S33、步骤S34以及步骤S35。

优选的，执行步骤S31～步骤S35之前先执行提供一电压矢量的步骤，用于为电机驱动模块中的电子元件充电，以满足所述电子元件开通所需的最低电压要求。在一具体的实施场景中，提供的电压矢量为无效0电压矢量，对应U/V/W三相占空比均为50％，从而为电机驱动模块的上桥IGBT的自举电容充电，充电的持续时间优选为2.5ms，该段充电时间可将上桥IGBT的自举电容电压充至10V以上，以满足IGBT开通所需的最低电压要求。

在步骤S31中，以其中一个标定角度位置为目标角度位置，控制所述转子磁极从初始角度位置朝着所述目标角度位置转动。本实施例设定0°位置为此次的目标角度位置。结合图1～4可知，当转子磁极位于45°的初始位置时，主控模块发出控制信号以令电机驱动模块驱动同步电机的转子磁极朝着0°位置顺时针转动。

位置传感器根据转子磁极的实际转动情况，将包含有转向数据的反馈信号发送者主控模块，以供主控模块判断转子磁极的转向为顺时针或者逆时针。本申请中的位置传感器优选使用增量式光电编码器，在结构上更为简单化，采用光电转换原理，能够准确地测试到相关的需求数据，且测量数据的过程也较为简约。需要说明的是，本申请中的位置传感器包括但不限于增量式光电编码器，也可选用霍尔传感器、磁电编码器、旋转变压器、绝对式光电编码器或者增量式光电编码器等等。

在步骤S32中，根据反馈的转子磁极的第一转向数据，将所述转子磁极的初始角度位置的可能区域缩小为以目标角度位置为界的逆向区域或顺向区域。主控模块根据来自位置传感器的反馈信号判断转子磁极的初始位置的可能区域缩小为以0°位置为界的逆向区域或顺向区域，图4中以方向A所指的0°～180°区域代表逆向区域，并以方向B所指的180°～360°(0°)区域代表顺向区域。

优选的，控制所述转子磁极从初始角度位置朝着所述目标角度位置转动之后，给定所述转子磁极一与所述目标角度位置相反方向的控制信号，以令所述转子磁极快速停止转动。也即，在给定方向为0°的大小和时间合适的电压矢量后，给定与0°方向相反的180°方向的大小和时间合适的电压矢量，目的是为了让电机转子快速停止转动，并在电压矢量给定完成之前提前1ms检测电机转动方向，避免采集到错误信号，提高检测可靠性，本实施例中电机转动方向为顺时针。在获取到电机转向数据后，关闭电机并间隔0.5ms之后再跳转至后续步骤，以避免过于频繁的运作对元件造成的损害。

主控模块根据电机转动方向为顺时针转动可将转子磁极的初始角度位置的可能区域缩小为以方向A所指的0°～180°逆向区域。基于同样的原理，若电机转动方向为逆时针转动则可将转子磁极的初始角度位置的可能区域缩小为以方向B所指的180°～360°(0°)顺向区域。

在步骤S33中，在所述转子磁极可能所在的所述逆向区域或顺向区域选定一新的目标角度位置，并控制所述转子磁极从所述初始角度位置朝着所述新的目标角度位置转动。其中，选定一新的目标角度位置的方式包括：基于最优化方法选定新的目标角度位置。所述最优化方法包括：二分法、三分法、梯度下降法、共轭梯度法、牛顿法、拟牛顿法等等。

以二分法为例：以所述转子磁极可能所在的所述逆向区域或顺向区域的中分线所对应的角度位置作为所述新的目标角度位置。也即，在以方向A所指的0°～180°逆向区域选定90°位置作为新的目标角度位置，在以方向B所指的180°～360°(0°)顺向区域选定270°位置作为新的目标位置。

在初始角度为45°的本实施例中，主控模块给定方向为90°的大小和时间合适的电压矢量后，给定与90°方向相反的270°方向的大小和时间合适的电压矢量，目的是为了让电机转子快速停止转动，并在电压矢量给定完成之前提前1ms检测电机转动方向，避免采集到错误信号，提高检测可靠性，本实施例中电机转动方向为逆时针。在获取到电机转向数据后，关闭电机并间隔0.5ms之后再跳转至后续步骤，以避免过于频繁的运作对元件造成的损害。

在步骤S34中，根据反馈的转子磁极的第二转向数据，将所述转子磁极的初始角度位置的可能区域进一步缩小为以所述新的目标角度位置为界的逆向区域或顺向区域。

也即，主控模块根据电机转动方向为逆时针转动可将转子磁极的初始角度位置的可能区域缩小为0°～90°区域。基于同样的原理，若电机转动方向为顺时针转动则可将转子磁极的初始角度位置的可能区域缩小为90°～180°区域。

在步骤S35中，重复执行在所述转子磁极可能所在的所述逆向区域或顺向区域选定一新的目标角度位置并控制所述转子磁极从所述初始角度位置朝着所述新的目标角度位置转动的步骤，直至将所述转子磁极的初始角度位置的可能区域缩小至能够确定所述转子磁极的初始角度位置为止。所述缩小至能够确定所述转子磁极的初始角度位置为止，是指该区域中检测到的电机转子基本不转动，落在判断死区内，以该位置作为本申请判断出的转子磁极的初始位置。

值得注意的是，本申请采用电压开环控制法不需要检测电流形成闭环，避免了电流传感器的采样精度以及电流采样零漂的影响，同时对开环电压进行母线比例补偿，又消除了外部电压波动对于检测的结果，进一步提升了控制精度。

如图5所示，展示本申请一实施例中确定同步电机转子磁极初始位置的流程示意图。本领域技术人员不仅可通过图5查找到45°初始角度的锁定流程，还可查到22.5°方向、67.5°方向、112.5°方向、135°方向、157.5°方向、202.5°方向、225°方向、247.5°方向、292.5°方向、315°方向、337.5°方向等多个初始角度的锁定流程。因其具体实施方式与上述锁定45°初始角度的实施方式类似，故不再赘述。

本申请再提供一种计算机可读写存储介质，其上存储有适用于同步电机的控制的计算机程序，所述适用于同步电机的控制的计算机程序被处理器执行时实现上述控制方法的步骤。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，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，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案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)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。

于本申请提供的实施例中，所述计算机可读写存储介质可以包括只读存储器((ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁存储设备、闪存、U盘、移动硬盘、或者能够用于存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机进行存取的任何其它介质。另外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果指令是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字订户线(DSL)或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术，从网站、服务器或其它远程源发送的，则所述同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术包括在所述介质的定义中。然而，应当理解的是，计算机可读写存储介质和数据存储介质不包括连接、载波、信号或者其它暂时性介质，而是旨在针对于非暂时性、有形的存储介质。如申请中所使用的磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中，磁盘通常磁性地复制数据，而光盘则用激光来光学地复制数据。

如图6所示，展示本申请实施例提供的再一种电子终端的结构示意图。本实施例提供的电子终端包括：处理器61和存储器62；处理器61和存储器62通过系统总线连接并完成相互间的通信，存储器62用于存储计算机程序，处理器用于运行计算机程序，使电子终端执行如上适用于同步电机的控制方法的各个步骤。

上述提到的系统总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，简称EISA)总线等。该系统总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。通信接口用于实现数据库访问装置与其他设备(例如客户端、读写库和只读库)之间的通信。存储器可能包含随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)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。

本申请还提供一种缝纫机，包括所述适用于同步电机的控制系统，因其实施方式与上文中所述适用于同步电机的控制系统以及所述适用于同步电机的控制方法等实施方式类似，故不再赘述。

综上所述，本申请提供适用于同步电机的控制方法、系统、终端、介质及缝纫机，本申请利用最优化方法并采用判断死区的方式查找电机转子的初始位置，实现成本低，操作方式简单，容易理解，降低了开发周期，并提高了开发效率，不用外加外围检测设备即可直接通过软件实现；并且，本申请在执行控制的每个阶段步骤采用正负电压矢量给定的方式，有效解决了由于电机转动惯量所造成的检测误差；此外，本申请采用电压开环控制，不需要检测电流形成闭环，避免了电流传感器的采样精度以及电流采样零漂的影响，同时对开环电压进行母线比例补偿，又消除了外部电压波动对于检测结果的影响。所以，本申请有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

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 (11)

1.一种适用于同步电机的控制方法，其特征在于，同步电机转子磁极的一个转动周期内的轨迹上标定有多个角度位置，所述方法包括：

以其中一个标定角度位置为目标角度位置，控制所述转子磁极从初始角度位置朝着所述目标角度位置转动；

根据反馈的转子磁极的第一转向数据，将所述转子磁极的初始角度位置的可能区域缩小为以目标角度位置为界的逆向区域或顺向区域；

在所述转子磁极可能所在的所述逆向区域或顺向区域选定一新的目标角度位置，并控制所述转子磁极从所述初始角度位置朝着所述新的目标角度位置转动；

根据反馈的转子磁极的第二转向数据，将所述转子磁极的初始角度位置的可能区域进一步缩小为以所述新的目标角度位置为界的逆向区域或顺向区域；

重复执行在所述转子磁极可能所在的所述逆向区域或顺向区域选定一新的目标角度位置并控制所述转子磁极从所述初始角度位置朝着所述新的目标角度位置转动的步骤，直至将所述转子磁极的初始角度位置的可能区域缩小至能够确定所述转子磁极的初始角度位置为止。

2.根据权利要求1所述的适用于同步电机的控制方法，其特征在于，所述方法在最初执行控制所述转子磁极转动之前，还执行如下步骤：

提供一电压矢量，用于为电机驱动模块中的电子元件充电，以满足所述电子元件开通所需的最低电压要求。

3.根据权利要求1所述的适用于同步电机的控制方法，其特征在于，所述同步电机转子磁极的一个转动周期内的轨迹上标定的多个角度位置包括：0°位置、180°位置、90°位置、270°位置、45°位置、225°位置、135°位置以及315°位置。

4.根据权利要求1所述的适用于同步电机的控制方法，其特征在于，选定一新的目标角度位置的方式包括：基于最优化方法选定新的目标角度位置。

5.根据权利要求4所述的适用于同步电机的控制方法，其特征在于，所述最优化方法包括二分法，其包括：以所述转子磁极可能所在的所述逆向区域或顺向区域的中分线所对应的角度位置作为所述新的目标角度位置。

6.根据权利要求1所述的适用于同步电机的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

控制所述转子磁极从初始角度位置朝着所述目标角度位置转动之后，给定所述转子磁极一与所述目标角度位置相反方向的控制信号，以令所述转子磁极快速停止转动。

7.根据权利要求1所述的适用于同步电机的控制方法，其特征在于，所述直至将所述转子磁极的初始角度位置的可能区域缩小至能够确定所述转子磁极的初始角度位置为止，其包括：同步电机的转子处于不转动的状态且当前最新的目标角度位置落于判断死区内。

8.一种适用于同步电机的控制系统，其特征在于，包括：

电机模块，其包括同步电机和位置传感器；其中，同步电机转子磁极的一个转动周期内的轨迹上标定有多个角度位置；

电机驱动模块，其电性连接所述同步电机；

主控模块，其电性连接所述电机驱动模块和位置传感器；

所述主控模块以其中一个标定角度位置为目标角度位置，发送控制信号至所述电机驱动模块，以令所述电机驱动模块发送相应的电压矢量驱动信号至所述同步电机，以控制所述同步电机的转子磁极从初始角度位置朝着所述目标角度位置转动；以及

所述主控模块根据所述位置传感器所反馈的转子磁极的第一转向数据，将所述转子磁极的初始角度位置的可能区域缩小为以目标角度位置为界的逆向区域或顺向区域；以及

所述主控模块在所述转子磁极可能所在的所述逆向区域或顺向区域选定一新的目标角度位置，发送控制信号至所述电机驱动模块，以令所述电机驱动模块发送相应的电压矢量驱动信号至所述同步电机，以控制所述转子磁极从所述初始角度位置朝着所述新的目标角度位置转动；以及

所述主控模块根据所述位置传感器所反馈的转子磁极的第二转向数据，将所述转子磁极的初始角度位置的可能区域进一步缩小为以所述新的目标角度位置为界的逆向区域或顺向区域；以及

所述主控模块重复执行在所述转子磁极可能所在的所述逆向区域或顺向区域选定一新的目标角度位置并控制所述转子磁极从所述初始角度位置朝着所述新的目标角度位置转动的步骤，直至将所述转子磁极的初始角度位置的可能区域缩小至能够确定所述转子磁极的初始角度位置为止。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的适用于同步电机的控制方法。

10.一种电子终端，其特征在于，包括：处理器及存储器；

所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行如权利要求1至6中任一项所述的适用于同步电机的控制方法。

11.一种缝纫机，其特征在于，包括如权利要求7所述的适用于同步电机的控制系统。