CN110460283B - 电机磁极位置辨识方法、系统、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种电机磁极位置辨识方法、系统、设备及存储介质，所述方法包括：依次向所述永磁同步电机的定子注入多个具有不同电角度的脉冲电流，同时获取所述转子在不同脉冲电流下的运动反馈量，并将所述运动反馈量与运动理论值一致的脉冲电流的电角度作为粗略磁极位置；向所述永磁同步电机的定子注入q轴分量为零的扰动电流，并以给定位置为零进行位置闭环调节，将所述转子达到平衡状态时的电角度作为磁极辨识位置，所述扰动电流的d轴初始位置为所述粗略磁极位置。本发明实施例通过向永磁同步电机的定子注入q轴分量为零、d轴初始位置为粗略磁极位置的扰动电流，在微小辨识动作下即可获得精确的磁极位置。

Description

电机磁极位置辨识方法、系统、设备及存储介质

技术领域

本发明实施例涉及电机控制领域，更具体地说，涉及一种电机磁极位置辨识方法、系统、设备及存储介质。

背景技术

随着显示面板、手机制造、发光二极管、半导体等行业加工效率、加工精度要求的提升，传统的伺服加传动的驱动结构，已无法满足需求。由于直线直驱电机(Direct DriveLinear Motor，DDL)具有高刚度、高响应、高速度、高精度等特性，可大幅提升制品精度和生产效率，已成为晶圆切割机、激光制版机、固晶机、贴片机、PCB(Print Circuit Board，印制电路板)钻孔、大型激光切割机、高精机床与龙门机床等设备升级发展的趋势。

在直线直驱电机应用中，一般采用增量式编码器作为位置反馈装置，每次上电运行之前，需要进行动子磁极位置辨识，也称为“寻相”，以获得动子初始电角度信息，以保证直线直驱电机正常驱动运行。目前常用的磁极辨识方法主要为试探型、注入型和闭环调节型。

在试探型辨识方法中，以固定的规律，对被控对象进行试探性控制，并根据反馈的位置、速度和加速度信息，进行磁极位置推测。为了获得较高的辨识精度，往往需要迭代进行几次，以取得满意效果。该辨识方法的抗扰能力差，容易受编码反馈干扰和外力扰动，造成误判，导致辨识失败；另外，该辨识方法带载能力较弱，且由于初始位置电角度未知，控制坐标系与磁极位置的误差会造成转矩(推力)损失，导致实际运动与预期不符，造成误判。

在注入型辨识方法中，需在特定的空间矢量位置处，向电机三相绕组注入特定幅值和频率的电压或电流，并根据永磁体磁极对电流反馈的调制作用，提取磁极位置信息。此种方法依据电机电磁特性辨识磁极位置，与是否带载，是否有外力扰动无关，是一种比较理想的辨识方法。但该方法的辨识精度受限于电机制造精度和信号处理精度；并且该辨识方法不适用于无铁芯电机(例如U型双边励磁无铁芯直线电机等)。此外，直线直驱电机中常见的磁场端部效应和三相绕组阻抗不平衡，也会严重影响此种辨识方式的精度，甚至造成运行飞车。

在闭环调节型辨识方法中，通过速度闭环结合尝试运动判断的方式，对磁极位置进行判断；或者直接对控制角进行闭环调节的方式，搜索实际磁极位置。但该辨识方法的辨识动作较大，无法适应垂直轴应用工况，无法适应机械堵转工况，且辨识精度较低。

发明内容

本发明实施例针对上述试探型辨识方法抗扰能力差且带载能力较弱、注入型辨识方法受限于电机制造精度和信号处理精度且不适用于无铁芯电机、以及闭环调节型辨识方法辨识动作较大且辨识精度较低的问题，提供一种电机磁极位置辨识方法、系统、设备及存储介质。

本发明实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种电机磁极位置辨识方法，用于辨识永磁同步电机的转子的磁极初始位置，所述方法包括：

依次向所述永磁同步电机的定子注入多个具有不同电角度的脉冲电流，同时获取所述转子在不同脉冲电流下的运动反馈量，并将所述运动反馈量与运动理论值一致的脉冲电流的电角度作为粗略磁极位置；

向所述永磁同步电机的定子注入q轴分量为零的扰动电流，并以给定位置为零对所述永磁同步电机的磁极位置进行位置闭环调节，将所述转子达到平衡状态时的电角度作为磁极辨识位置，所述扰动电流的d轴初始位置为所述粗略磁极位置。

优选地，所述方法还包括：撤去所述扰动电流，并通过速度调节器增益切换方式使所述转子恢复到初始位置。

优选地，所述方法还包括：

以所述磁极辨识位置为中心的预设角度范围内选取多个控制角度，并依次以所述多个控制角度为闭环调节电流的控制坐标系变换角对所述永磁同步电机进行位置闭环控制；

分别采样所述永磁同步电机在所述多个控制角度下的反馈电流，并获得所述反馈电流的q轴分量将q轴分量最小的反馈电流所对应的电角度作为磁极初始位置。

优选地，所述位置闭环调节的传递函数为：

Integral＝Integral+K_i*Err*T_s

Ang＝Integral+K_p*Err

其中，Ang为闭环调节电流的控制坐标系变换角，Err为位置偏差，K_p为比例调节系数，K_i为积分调节系数，T_s为算法调度周期，Integral为积分项。

优选地，所述多个具有不同电角度的脉冲电流分别位于电角度平面中的多个不同区域，且所述多个不同区域均分电角度平面。

本发明实施例还提供一种电机磁极位置辨识系统，用于辨识永磁同步电机的转子的磁极初始位置，其特征在于，所述系统包括位置估算单元和闭环控制单元，其中：

所述位置估算单元，用于依次向所述永磁同步电机的定子注入多个具有不同电角度的脉冲电流，同时获取所述转子在不同脉冲电流下的运动反馈量，并将所述运动反馈量与运动理论值一致的脉冲电流的电角度作为粗略磁极位置；

所述闭环控制单元，用于向所述永磁同步电机的定子注入q轴分量为零的扰动电流，并以给定位置为零对所述永磁同步电机的磁极位置进行位置闭环调节，将所述转子达到平衡状态时的电角度作为磁极辨识位置，所述扰动电流的d轴初始位置为所述粗略磁极位置。

优选地，所述系统还包括位置锁定单元以及精细定位单元，其中：

所述位置锁定单元，用于撤去所述扰动电流，并通过速度调节器增益切换方式使所述转子恢复到初始位置；

所述精细定位单元，用于依次以多个控制角度为闭环调节电流的控制坐标系变换角对所述永磁同步电机进行位置闭环控制，同时分别采样所述永磁同步电机在所述多个控制角度下的反馈电流，并将q轴分量最小的反馈电流所对应的电角度作为磁极初始位置，所述多个控制角度在以所述磁极辨识位置为中心的预设角度范围内选取。

优选地，所述闭环控制单元通过以下传递函数进行位置闭环调节：

Integral＝Integral+K_i*Err*T_s

Ang＝Integral+K_p*Err

其中，Ang为闭环调节电流的控制坐标系变换角，Err为位置偏差，K_p为比例调节系数，K_i为积分调节系数，T_s为算法调度周期，Integral为积分项。

本发明实施例还提供一种电机磁极位置辨识设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述电机磁极位置辨识方法的步骤。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述电机磁极位置辨识方法的步骤。

本发明实施例的电机磁极位置辨识方法、系统、设备及存储介质，通过向永磁同步电机的定子注入q轴分量为零、d轴初始位置为粗略磁极位置的扰动电流，在微小辨识动作下即可获得精确的磁极位置。本发明实施例可应用于垂直轴负载工况，且无需额外的机械配重或气压装置，减少了系统成本。本发明实施例还可适应机械限位堵转(动)工况，即使上电位置处于机械限位，也可准确辨识，有效提升生产效率。并且，本发明实施例可以适应各种类型的电机与编码器，可显著减少系统调试时间。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电机磁极位置辨识方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的电机磁极位置辨识方法中电角度平面的分区示意图；

图3是本发明实施例提供的电机磁极位置辨识方法中以给定位置为零进行位置闭环调节的示意图；

图4是本发明实施例提供的电机磁极位置辨识方法中位置闭环调节的矢量图；

图5是本发明另一实施例提供的电机磁极位置辨识方法中位置闭环调节的矢量图；

图6是使用常规相位闭环方法辨识获得的电机磁极初始位置的误差的示意图；

图7是使用本发明实施例提供的电机磁极位置辨识方法获得的电机磁极初始位置的误差的示意图；

图8是本发明实施例提供的电机磁极位置辨识系统的示意图；

图9是本发明实施例提供的电机磁极位置辨识设备的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，是本发明实施例提供的电机磁极位置辨识方法的流程示意图，该方法可用于辨识永磁同步电机的转子的磁极初始位置，上述永磁同步电机可以为直线直驱电机，也可以为旋转伺服电机。本发明实施例的方法可由伺服控制器执行，且该方法包括：

步骤S11：依次向永磁同步电机的定子注入多个具有不同电角度的脉冲电流，同时获取转子(该转子可以为直线直驱电机的动子或旋转伺服电机的转子)在不同脉冲电流下的运动反馈量，并将运动反馈量与运动理论值一致的脉冲电流的电角度作为粗略磁极位置。通过上述操作，可获得转子磁极的大致位置。并且，上述多个具有不同电角度的脉冲电流分别位于电角度平面中的多个不同区域，且上述多个不同区域均分电角度平面。

具体地，可将伺服控制器输出电流的电角度平面均分为N个区域(N为大于或等于2的整数)，例如图2所示，可将磁极位置平面均分为四个区域I、II、III、IV，并在每一区域内选取一个角度，并以该选取的角度为控制坐标系初始位置角，向永磁同步电机的定子试探性注入某一幅值的脉冲电流(例如一个脉冲的方波信号)，并根据电机运动反馈量推断大致磁极位置。当运动反馈量(例如通过位置编码器采样获得)与运动理论值(可根据控制逻辑计算获得)一致时，可认为当前的脉冲电流的电角度(即控制坐标系初始位置角)为粗略磁极位置。

上述运动反馈量具体可以为转子的速度或者加速度反馈信息。在垂直轴应用中，上述N可选为与重力负载有关的常数，N值越大，得到的大致磁极位置越精确。

例如，首先选取区域I内的角度a1，并向永磁同步电机注入控制角为a1的一个脉冲方波信号，同时观测转子的速度或者加速度反馈信息；然后迅速将电流的控制坐标系初始位置角更改为区域II内的角度a2，继续观测反馈情况；直到每一区域内的角度都选择一遍，得到粗略磁极位置θ₀。例如当向定子输出的方波信号以区域II内的角度a2为控制坐标系初始位置角时，反馈的转子的速度或者加速度为正向，则可判定磁极位置处于区域I或者区域IV；当向定子输出的方波信号以区域I内的角度a1为控制坐标系初始位置角时，反馈的转子的速度或者加速度为负，则可以判定磁极位置处于区域I或者区域II；结合区域II的试探结果，可以选定区域I内的特定位置，则将上述角度a1作为粗略磁极位置θ₀。

步骤S12：向永磁同步电机的定子注入q轴分量为零(即q轴电流给定为零)的扰动电流，并以给定位置为零进行位置闭环调节，将转子达到平衡状态时的电角度作为磁极辨识位置，上述扰动电流的d轴初始位置为粗略磁极位置θ₀。当上述方法应用于水平轴应用，且外力扰动比较小的工况下，即可将上述磁极辨识位置作为永磁同步电机的转子的磁极初始位置。

在该步骤中，结合图3所示，需使伺服控制器工作于位置控制模式，并取消速度环积分作用，位置指令设置为0。此时伺服控制器工作于有差位置控制方式，在受到外力扰动时，会产生与外力大小成比例的位置偏差，并可依据此位置偏差，对磁极位置进行闭环调节。具体地，可在位置偏差与闭环调节电流的控制坐标系变换角Ang(d轴电流和q轴电流通过该控制坐标系变换角Ang进行帕克变换)之间引入PI调节器，且该PI调节器的传递函数如以下计算式(1)：

其中，Err为位置偏差，K_p为比例调节系数，K_i为积分调节系数，T_s为算法调度周期，Integral为积分项。图3所示为积分调节系数K_i为零的情况。

为了使PI调节器正常工作，本实施例向定子注入扰动电流的方式主动加入扰动项，上述扰动电流的q轴分量为零、d轴分量不为零(即控制坐标系中q轴电流给定为速度环调节器输出、d轴电流给定是不为零的扰动项)。具体地，上述扰动电流的d轴分量给定可以为梯形波(在实际应用中，也可为三角波等)，且d轴的初始位置采用步骤S11中得到的粗略磁极位置θ₀。

当扰动电流的d轴分量矢量逐渐增大过程中(特殊的，可以选择增大到电流额定值)，会产生对磁极的吸引力，并导致电机转子运动，出现位置偏差Err≠0。一方面，上述位置偏差Err经过PI调节器作用，向旋转变换单元输出信号，使控制坐标系向磁极位置快速旋转，从而使控制角误差收敛；另一方面，上述位置偏差Err，经过位置环调节器、速度环调节器作用，产生q轴电流给定，抵抗转子运动，防止转子运动距离过大，达到小范围运动即可完成磁极辨识的目的。在实际应用中，上述闭环控制过程中转子的运动距离在100编码器单位左右。结合图4，扰动电流的d轴分量产生的磁场与转子磁极相互吸引，相互靠近，最终扰动电流的d轴分量产生的磁场稳定于磁极位置附近，扰动电流的q轴分量产生的磁场几乎为零。闭环调节完成后(在实际应用中，当闭环调节执行预设时间后，可认为闭环调节完成)，将转子达到平衡状态时的电角度(该电角度可通过采样永磁同步电机的输入电流并进行相应的计算获得)作为磁极辨识位置θ₁。

上述电机磁极位置辨识方法，通过向永磁同步电机的定子注入q轴分量为零、d轴初始位置为粗略磁极位置的扰动电流，在微小辨识动作下即可获得精确的磁极位置。上述方法可应用于垂直轴负载工况，且无需额外的机械配重或气压装置，减少了系统成本。上述方法还可适应机械限位堵转(动)工况，即使上电位置处于机械限位，也可准确辨识，有效提升生产效率。并且，上述方法可以适应各种类型的电机与编码器，可显著减少系统调试时间。

在本发明的另一实施例中，为消除位置闭环调节对转子位置的影响，所述方法还包括：使转子恢复到初始位置。具体地，该步骤可通过以下方式实现：将步骤S12获得的磁极辨识位置θ₁作为当前控制坐标系变换角，在恢复正常控制之前，需要撤去d轴电流，为了防止扰动电流导致的位置移动，特别是防止垂直轴负载坠落，需要变化控制策略锁定当前位置。特别地，在本实施例中可采用速度调节器增益切换的方式，即撤去扰动电流，并通过速度调节器增益切换方式使所述转子恢复到初始位置。当然，在实际应用中，可通过任何其他锁定当前位置的控制策略。随着d轴电流减小，q轴电流会逐渐增大，抵抗扰动，在电流切换过程中，永磁同步电机可能产生微小移动，但最终会在位置环作用下，回到初始位置，并保持不变。

在上述步骤S12中，在垂直轴应用中，由于重力影响；或者在水平轴应用中，外力扰动比较大的工况下，会造成控制坐标系的d轴与转子磁极不能完全重合，导致辨识误差。为了消除步骤S21中位置闭环调节的辨识误差，实现磁极位置精细定位，如图5所示，可将上述磁极辨识位置θ₁主动变化±Δθ，在控制角变化过程中，转矩也会随着线性变化，通过搜索变化过程中的转矩(推力)最小值T_min，并且记录转矩最小值T_min对应的控制角θ_final，并将θ_final作为最终精确的磁极初始位置。为了提高辨识精度，θ₁尽量缓慢变化，以消除环路响应的影响；同时，为了保证系统稳定，Δθ的取值，需要综合考虑步骤S11和步骤S12中的辨识误差，例如当电角度平面分为四个区域时，可取Δθ＝π/8。另外，适当处理数字化实现过程中的量化误差，可以达到最优辨识效果。

具体地，上述操作可通过以下步骤实现：

在以磁极辨识位置θ₁为中心的预设角度范围内(即[θ₁-Δθ，θ₁+Δθ])选取多个控制角度(例如可按固定步长选取)，并依次以该多个控制角度为闭环调节电流的控制坐标系变换角对永磁同步电机进行位置闭环控制，此时，在所选择的位置环调节器和速度环调节器作用下，q轴电流指令会随着选取控制角的变化而变化；分别采样永磁同步电机在多个控制角度下的反馈电流，并获取多个反馈电流的q轴分量；将q轴电流分量最小的反馈电流所对应的电角度作为磁极初始位置。

如图7所示，为使用本发明实施例提供的电机磁极位置辨识方法，在一个电周期以内，对某一直线电机进行测试获得的电机磁极位置的误差的示意图，较图6所示的使用常规闭环方法辨识获得的电机磁极位置的误差小，本发明实施例提供的电机磁极位置辨识方法明显优于常规方法。另外，如图7所示，在一个电周期内均布的N个位置处，对电机进行堵转(动)测试，均能成功辨识，且达到10°电角度以内的辨识精度，而常规闭环控制方法，此工况下会导致辨识失败。

此外，对不同类型的直线电机(U型、桶型、平板型)进行测试，本发明实施例提供电机磁极位置辨识方法均能达到优良的辨识效果。

如图8所示，本发明实施例还提供一种电机磁极位置辨识系统，用于辨识永磁同步电机的转子的磁极初始位置。本实施例的电机磁极位置辨识系统包括位置估算单元81和闭环控制单元82，上述位置估算单元81和闭环控制单元82可结合集成到伺服控制器(该伺服控制器的输出端连接永磁同步电机的输入端)的软件构成。

位置估算单元81用于依次向永磁同步电机的定子注入多个具有不同电角度的脉冲电流，同时获取转子在不同脉冲电流下的运动反馈量，并将运动反馈量与运动理论值一致的脉冲电流的电角度作为粗略磁极位置。

具体地，上述位置估算单元81可将伺服控制器输出电流的电角度平面均分为N个区域(N为大于或等于2的整数)，在每一区域内选取一个角度，并以该选取的角度为控制坐标系初始位置角，向永磁同步电机的定子试探性注入某一幅值的脉冲电流(例如一个脉冲的方波信号)，并根据电机运动反馈量推断大致磁极位置。

闭环控制单元82用于向永磁同步电机的定子注入q轴分量为零的扰动电流，并以给定位置为零进行位置闭环调节，将转子达到平衡状态时的电角度作为磁极辨识位置，上述扰动电流的d轴初始位置为所述粗略磁极位置。

具体地，上述闭环控制单元82需使伺服控制器工作于位置控制模式，并取消速度环积分作用，位置指令设置为0。此时伺服控制器工作于有差位置控制方式，在受到外力扰动时，会产生与外力大小成比例的位置偏差，并可依据此位置偏差，对磁极位置进行闭环调节。具体地，可在位置偏差与控制坐标系变换角Ang之间引入PI调节器，且该PI调节器的传递函数如以下计算式(2)：

其中，Err为位置偏差，K_p为比例调节系数，K_i为积分调节系数，T_s为算法调度周期，Integral为积分项。

为了使PI调节器正常工作，闭环控制单元82向定子注入扰动电流的方式主动加入扰动项，上述扰动电流的q轴分量为零、d轴分量不为零(即q轴电流给定为零、d轴电流给定不为零)。具体地，上述扰动电流的d轴分量给定可以为梯形波(在实际应用中，也可为三角波等)，且d轴的初始位置采用位置估算单元81得到的粗略磁极位置θ₀。并且，闭环控制单元82将转子达到平衡状态时的电角度(该电角度可通过采样永磁同步电机的输入电流并进行相应的计算获得)作为磁极辨识位置θ₁。

在本发明的另一实施例中，为消除闭环控制单元82的位置闭环调节对转子位置的影响，上述电机磁极位置辨识系统还包括位置锁定单元。该位置锁定单元用于撤去扰动电流，并通过速度调节器增益切换方式使所述转子恢复到初始位置。当然，在实际应用中，位置锁定单元可通过任何其他锁定当前位置的控制策略。随着d轴电流减小，q轴电流会逐渐增大，抵抗扰动，在电流切换过程中，永磁同步电机可能产生微小移动，但最终会在位置环作用下，回到初始位置，并保持不变。

为避免控制坐标系的d轴与转子磁极不能完全重合，导致辨识误差，在本发明的另一实施例中，电机磁极位置辨识系统还可包括精细定位单元，该精细定位单元用于依次以多个控制角度为闭环调节电流的控制坐标系变换角对永磁同步电机进行位置闭环控制，同时分别采样所述永磁同步电机在所述多个控制角度下的反馈电流，并将q轴分量最小的反馈电流所对应的电角度作为磁极初始位置，上述多个控制角度在以磁极辨识位置为中心的预设角度范围内选取。

本实施例中的电机磁极位置辨识系统与上述图1对应实施例中的电机磁极位置辨识方法属于同一构思，其具体实现过程详细见对应的方法实施例，且方法实施例中的技术特征在本设备实施例中均对应适用，这里不再赘述。

本发明实施例还提供一种电机磁极位置辨识设备9，该设备9具体可以是用于驱动永磁同步电机的伺服控制器，如图9所示，该电机磁极位置辨识设备9包括存储器91和处理器92，存储器91中存储有可在处理器92执行的计算机程序，且处理器92执行计算机程序时实现如上所述电机磁极位置辨识方法的步骤。

本实施例中的电机磁极位置辨识设备9与上述图1对应实施例中的电机磁极位置辨识方法属于同一构思，其具体实现过程详细见对应的方法实施例，且方法实施例中的技术特征在本设备实施例中均对应适用，这里不再赘述。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质(例如位于伺服驱动器)，该存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现如上所述电机磁极位置辨识方法的步骤。本实施例中的计算机可读存储介质与上述图1对应实施例中的电机磁极位置辨识方法属于同一构思，其具体实现过程详细见对应的方法实施例，且方法实施例中的技术特征在本设备实施例中均对应适用，这里不再赘述。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、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功能分配由不同的功能单元、模块完成。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理器中，也可以是各个单元单独物理存在，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，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的电机磁极位置辨识方法、系统及设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的电机磁极位置辨识系统实施例仅仅是示意性的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理器中，也可以是各个单元单独物理存在，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，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元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，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或界面切换设备、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电机磁极位置辨识方法，用于辨识永磁同步电机的转子的磁极初始位置，其特征在于，所述方法包括：

依次向所述永磁同步电机的定子注入多个具有不同电角度的脉冲电流，同时获取所述转子在不同脉冲电流下的运动反馈量，并将所述运动反馈量与运动理论值一致的脉冲电流的电角度作为粗略磁极位置；

向所述永磁同步电机的定子注入q轴分量为零的扰动电流，并以给定位置为零对所述永磁同步电机的磁极位置进行位置闭环调节，将所述转子达到平衡状态时的电角度作为磁极辨识位置，所述扰动电流的d轴初始位置为所述粗略磁极位置。

2.根据权利要求1所述的电机磁极位置辨识方法，其特征在于，所述方法还包括：撤去所述扰动电流，并通过速度调节器增益切换方式使所述转子恢复到初始位置。

3.根据权利要求1所述的电机磁极位置辨识方法，其特征在于，所述方法还包括：

以所述磁极辨识位置为中心的预设角度范围内选取多个控制角度，并依次以所述多个控制角度为闭环调节电流的控制坐标系变换角对所述永磁同步电机进行位置闭环控制；

分别采样所述永磁同步电机在所述多个控制角度下的反馈电流，并获得所述反馈电流的q轴分量将q轴分量最小的反馈电流所对应的电角度作为磁极初始位置。

4.根据权利要求1所述的电机磁极位置辨识方法，其特征在于，所述位置闭环调节的传递函数为：

Integral＝Integral+K_i*Err*T_s

Ang＝Integral+K_p*Err

其中，Ang为闭环调节电流的控制坐标系变换角，Err为位置偏差，K_p为比例调节系数，K_i为积分调节系数，T_s为算法调度周期，Integral为积分项。

5.根据权利要求1所述的电机磁极位置辨识方法，其特征在于，所述多个具有不同电角度的脉冲电流分别位于电角度平面中的多个不同区域，且所述多个不同区域均分电角度平面。

6.一种电机磁极位置辨识系统，用于辨识永磁同步电机的转子的磁极初始位置，其特征在于，所述系统包括位置估算单元和闭环控制单元，其中：

所述位置估算单元，用于依次向所述永磁同步电机的定子注入多个具有不同电角度的脉冲电流，同时获取所述转子在不同脉冲电流下的运动反馈量，并将所述运动反馈量与运动理论值一致的脉冲电流的电角度作为粗略磁极位置；

所述闭环控制单元，用于向所述永磁同步电机的定子注入q轴分量为零的扰动电流，并以给定位置为零对所述永磁同步电机的磁极位置进行位置闭环调节，将所述转子达到平衡状态时的电角度作为磁极辨识位置，所述扰动电流的d轴初始位置为所述粗略磁极位置。

7.根据权利要求6所述的电机磁极位置辨识系统，其特征在于，所述系统还包括位置锁定单元以及精细定位单元，其中：

所述位置锁定单元，用于撤去所述扰动电流，并通过速度调节器增益切换方式使所述转子恢复到初始位置；

所述精细定位单元，用于依次以多个控制角度为闭环调节电流的控制坐标系变换角对所述永磁同步电机进行位置闭环控制，同时分别采样所述永磁同步电机在所述多个控制角度下的反馈电流，并将q轴分量最小的反馈电流所对应的电角度作为磁极初始位置，所述多个控制角度在以所述磁极辨识位置为中心的预设角度范围内选取。

8.根据权利要求6所述的电机磁极位置辨识系统，其特征在于，所述闭环控制单元通过以下传递函数进行位置闭环调节：

Integral＝Integral+K_i*Err*T_s

Ang＝Integral+K_p*Err

其中，Ang为闭环调节电流的控制坐标系变换角，Err为位置偏差，K_p为比例调节系数，K_i为积分调节系数，T_s为算法调度周期，Integral为积分项。

9.一种电机磁极位置辨识设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任一项所述电机磁极位置辨识方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至5中任一项所述电机磁极位置辨识方法的步骤。

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