CN110752808A - 电机位置传感器误差补偿方法、装置、车辆及存储介质 - Google Patents

电机位置传感器误差补偿方法、装置、车辆及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种电机位置传感器误差补偿方法、装置、车辆及存储介质,该方法包括:获取前一电机机械周期内电机位置传感器检测电机转子旋转到各预设检测位置时,系统时钟对应输出的第一系统时间,将各第一系统时间顺序存储并计数;基于各预设检测位置及对应的第一系统时间确定电机位置传感器在各第一系统时间处对应的位置检测误差;获取当前电机机械周期内的系统时间计数信息及电机位置传感器检测电机转子所得的目标位置,并结合各位置检测误差,确定对目标位置进行误差补偿后的电机位置。本发明实施例能够有效的识别出电机位置传感器误差并对误差进行补偿,且运算量小,对控制器芯片的运算压力小,占用芯片运算资源少。

Description

电机位置传感器误差补偿方法、装置、车辆及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及误差补偿技术领域,尤其涉及一种电机位置传感器误差补偿方法、装置、车辆及存储介质。
背景技术
纯电动汽车与混合动力汽车的动力主要由电动机提供,电动机一般安装有旋转变压器等位置传感器装置,但由于电机位置传感器的自身精度、安装精度以及解码电路精度等多种原因,电机位置传感器检测并解码到的电机转子位置会有一定的误差存在。电机转子位置误差会影响控制精度增加电流、转矩波动幅值,增加电机功率损耗,电机噪音含量增加,严重影响电机控制效果甚至失控。
解决上述问题的一种可行的方案是对电机位置传感器进行位置误差拟合和误差补偿,但现有的电机位置传感器误差补偿方法往往计算量很大,对芯片的负载压力较大。
发明内容
本发明实施例提供一种电机位置传感器误差补偿方法、装置、车辆及存储介质,以有效地识别出电机位置传感器误差并对误差进行补偿,改善因电机位置传感器误差带来的电机控制稳定性下降及效率的下降,提升电机控制精度及效率。
第一方面,本发明实施例提供了一种电机位置传感器误差补偿方法,该方法包括:
获取前一电机机械周期内电机位置传感器检测电机转子旋转到各预设检测位置时,系统时钟对应输出的第一系统时间,将各所述第一系统时间顺序存储并计数;
基于各所述预设检测位置及对应的第一系统时间确定所述电机位置传感器在各所述第一系统时间处对应的位置检测误差;
获取当前电机机械周期内的系统时间计数信息及所述电机位置传感器检测所述电机转子所得的目标位置,并结合各所述位置检测误差,确定对所述目标位置进行误差补偿后的电机位置。
第二方面,本发明实施例还提供了一种电机位置传感器误差补偿装置,该装置包括:
时间获取模块,用于获取前一电机机械周期内电机位置传感器检测电机转子旋转到各预设检测位置时,系统时钟对应输出的第一系统时间,将各所述第一系统时间顺序存储并计数;
误差确定模块,用于基于各所述预设检测位置及对应的第一系统时间确定所述电机位置传感器在各所述第一系统时间处对应的位置检测误差;
误差补偿模块,用于获取所述电机位置传感器在当前电机机械周期内检测所述电机转子所得的目标位置,并结合各所述位置检测误差,确定对所述目标位置进行误差补偿后的电机位置。
第三方面,本发明实施例还提供了一种车辆,该车辆包括:电机位置传感器、电机、转速传感器、系统时钟芯片、存储器以及一个或多个处理器,所述一个或多个处理器分别与电机位置传感器、电机、转速传感器、系统时钟芯片、存储器连接;
所述存储器,用于存储一个或多个程序;
所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现如本发明实施例第一方面所述的电机位置传感器误差补偿方法。
第四方面,本发明实施例还提供了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如本发明实施例第一方面所述的电机位置传感器误差补偿方法。
本发明实施例通过确定前一电机机械周期的电机位置传感器误差信息,对电机位置传感器在当前电机机械周期内的检测的电机位置进行误差补偿,有效改善了因电机位置传感器误差带来的电机控制稳定性下降及效率的下降,提升了电机控制精度及效率,且本方案涉及的运算量小,给控制器芯片带来的运算压力小,占用的芯片运算资源少。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种电机位置传感器误差补偿方法的流程示意图;
图2是本发明实施例一提供的一种系统时间获取、存储及计数的方法示例图;
图3是本发明实施例一提供的一种电机位置传感器的位置检测误差示意图;
图4是本发明实施例二提供的一种电机位置传感器误差补偿方法的流程示意图;
图5是本发明实施例二提供的一种位置检测误差线性插值运算示例图;
图6是本发明实施例三提供的一种电机位置传感器误差补偿装置的结构示意图;
图7是本发明实施例三提供的一种电机位置传感器误差补偿装置的结构示例图;
图8是本发明实施例三提供的一种时间获取模块的结构示例图;
图9是本发明实施例三提供的一种误差确定单元的应用示例图;
图10是本发明实施例三提供的一种插值运算单元和第一补偿单元的应用示例图;
图11是本发明实施例三提供的一种电机位置传感器误差补偿装置的应用示例图;
图12是本发明实施例四提供的一种车辆的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。此外,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种电机位置传感器误差补偿方法的流程示意图,本实施例可适用于识别出电机位置传感器误差并对误差进行补偿,从而改善因电机位置传感器误差带来的电机控制稳定性下降及效率的下降,提升电机控制精度及效率的情况,该方法可以由电机位置传感器误差补偿装置来执行,该装置可以通过软件和/或硬件的方式实现,并可集成在车辆中。
可以理解的是,由于电机位置传感器的自身精度、安装精度以及解码电路精度等多种原因,电机位置传感器检测并解码到的电机转子位置会有一定的误差存在(通常将真实值或理论值与检测值之间的差值称为检测误差),不过电机位置传感器的位置检测误差一般成规律性波动,且位置检测误差的波动周期一般为电机电周期(电机的每对磁极旋转一周所用的时间)的整数倍。虽然当电机的转速为变化量时,在不同的电机机械周期(电机转子旋转一周所用的时间),电机转子的位置随时间变化的关系也是不同的,但电机位置传感器在不同电机机械周期内的位置检测误差可看作是近似恒定的;因此,本发明实施例所述的电机位置传感器误差补偿方法即在于,将电机位置传感器在前一电机机械周期内的位置检测误差作为电机位置传感器在当前电机机械周期内的位置检测误差,由此,通过获取电机位置传感器在前一电机机械周期内的位置检测误差,在电机位置传感器检测所得的当前电机机械周期内的电机位置的基础上,叠加前一电机机械周期内对应的位置检测误差,即可实现对电机位置传感器在当前电机机械周期内检测所得的电机位置的误差补偿。
需要说明的是,电机位置传感器在不同电机机械周期内的位置检测误差可看作是近似恒定,应理解为电机位置传感器在不同电机机械周期内的检测所得的相同电机位置处的位置检测误差近似恒定。因此,应用本发明实施例所述的电机位置传感器误差补偿方法的一个前提在于,在获取电机位置传感器于当前电机机械周期内检测所得的目标位置后,应确定所述目标位置在前一电机机械周期内对应的电机位置。在此基础上,应用本发明实施例所述的电机位置传感器误差补偿方法,通过确定前一电机机械周期内与所述目标位置对应电机位置处的位置检测误差,并将所述目标位置与所述位置检测误差叠加,即可实现对当前电机机械周期内所述目标位置的误差补偿。
如图1所示,本实施例提供的电机位置传感器误差补偿方法,具体包括如下步骤:
S101、获取前一电机机械周期内电机位置传感器检测电机转子旋转到各预设检测位置时,系统时钟对应输出的第一系统时间,将各所述第一系统时间顺序存储并计数。
其中,所述前一电机机械周期是相对于当前电机机械周期的前一个电机机械周期。所述预设检测位置可以理解为电机位置传感器检测所得的电机位置中,与预先设定的等角度间隔电机电周期分布于电机定子内圆上的角度位置重合的电机位置,可选地,所述角度间隔满足可以整除一个电机电周期(即为360°的约数)。电机机械周期与电机电周期的关系可表示为:电机机械周期=电机电周期×极对数,其中一个电机机械周期对应的机械角度为360°,一个电机电周期对应的电角度也为360°,则电机转子旋转一周形成的电角度与机械角度的关系可以表示为:电角度=机械角度×极对数。
需要说明的是,电机位置传感器以单位电机电角度为一个检测单位,即电机位置传感器输出的电机位置为电机电角度。当一个电机机械周期包含两个及两个以上的电机电周期时,电机位置传感器输出的电机位置每满一个电机电周期(即360°电机电角度),会重新从零计数。
可选地,为确定电机位置传感器输出的电机位置对应于哪个电机电周期,可通过计数装置在每次存储设检测位置处对应的系统时间后,计数加一,建立对应的系统时间计数信息,计数总数等于预设检测位置的数量。
示例性的,以4对极电机为例,一个电机机械周期包含4个电机电周期,电机转子旋转一周形成的机械角度为360°,而形成的电角度为360°×4=1440°。其中,可将每间隔22.5°电机电角度处(对应的电机机械角度为22.5°/4=5.625°)的电机位置确定为预设检测位置。在间隔电机电角度为22.5°的条件下,当电机位置传感器所检测的电机位置为22.5°的整数倍时,读取并存储系统时钟此刻对应输出的系统时间,并计数加一。由此,一个电机电周期存储16个系统时间信息,一个电机机械周期共存储64个系统时间信息。图2给出了本发明实施例的系统时间获取、存储及计数的方法示例图。
所述第一系统时间可以理解为系统时钟在所述前一电机机械周期内,当电机转子旋转到各预设检测位置时,对应输出的系统时间。可选地,系统时钟可由系统主控芯片的时钟模块产生,或由专门的时钟芯片产生。
可以理解的是,当电机转速非恒定值时,同一个预设检测位置在不同电机机械周期,对应的系统时间可能是不同的,因此通过系统时间无法建立同一个预设检测位置在不同电机机械周期间的有效对应关系;而由于预设检测位置的数量设定后是固定不变的,因此每个电机机械周期对应存储的系统时间的个数也是固定不变的;故可通过对在每次存储系统时间后对所存储的计数的系统时间的个数累计加一的方式得到系统时间计数信息,由此,在不同的电机机械周期,通过相同的系统时间计数信息即可确定同一个预设检测位置。
S102、基于各所述预设检测位置及对应的第一系统时间确定所述电机位置传感器在各所述第一系统时间处对应的位置检测误差。
其中,针对每个第一系统时间,所述位置检测误差是指电机位置传感器在所述第一系统时间处对应的实时电机位置(即所述预设检测位置)与所述第一系统时间处对应的理论位置(即真实电机位置)的差值。
可选地,将各所述预设检测位置中电机电角度值同时为0°和360°的预设检测位置确定为起止理论位置;针对任意两个相邻的起止理论位置,将所述两个相邻的起止理论位置中对应第一系统时间值较小的起止理论位置所对应的电机电角度值确定为0°,将所述两个相邻的起止理论位置中对应第一系统时间值较大的起止理论位置所对应的电机电角度值确定为360°;分别以所述两个相邻的起止理论位置对应的第一系统时间值和电机电角度值为区间端点确定定义域和值域,并将由所述定义域和值域确定的一次线性函数曲线确定为所述电机转子在对应电机电周期的理论位置时间曲线;基于各所述电机电周期对应的理论位置时间曲线,确定所述电机转子在所述前一电机机械周期内旋转到的理论位置及对应第二系统时间的所有二元信息组;针对每个第一系统时间,从各所述二元信息组中确定与所述第一系统时间对应的二元信息组,并将所述二元信息组中的理论位置确定为所述电机位置传感器在所述第一系统时间处对应的理论输出位置;将所述理论输出位置与所述第一系统时间对应的预设检测位置做差,并将所得的差值确定为所述电机位置传感器在所述第一系统时间处对应的位置检测误差。
其中,所述起止理论位置可以理解为一个电机电周期的起始位置(电机电角度值为0°)和结束位置(电机电角度值为360°)处对应的预设检测位置。可以理解的是,根据电机极对数可以确定一个电机机械周期包含的电机电周期数,一个电机机械周期可以包含多个电机电周期,而在电机定子内圆上,一个电机电周期的结束位置同时也是下一个电机电周期的起始位置,示例性的,如图2所示的4个电机电周期。
所述理论位置时间曲线可以理解为在以系统时间为横坐标,以电机电角度为纵坐标的坐标系中,连接一个电机电周期对应的两个起止理论位置点形成的一次线性曲线。
所述理论位置可以理解为电机转子理想情况下旋转到的电机电角度位置。
所述第二系统时间可以理解为对应各所述理想位置的系统时间。
示例性的,以一个电机电周期为例,电机位置传感器的位置检测误差示意图如图3所示,其中黑色实线为连接一个电机电周期对应的两个起止理论位置点而成的曲线(该曲线假设电机转速在该电机电周期内为恒定值,实际中电机转速可以不恒定,该曲线可以理解为是理想情况下电机位置随时间的变化情况,也等效于理想情况下电机转速的变化情况,电机转速可根据电机位置确定),空心圈为电机位置传感器输出的各所述预设检测位置,各所述预设检测位置中包含了位置检测误差。例如,预设检测位置为θr时,对应的第一系统时间为tm,分别过点(θr,tm)做平行于时间t轴和角度θ轴的直线,得到与理论位置-时间曲线相交的两个点(θr,tr)、(θm,tm),其中,tr为理论位置为θr时对应的第二系统时间,θm为第二系统时间为tm时对应的理论位置。将θm与θr的差值确定为电机位置传感器在第一系统时间tm处对应的位置检测误差。此外,根据三角形的比例关系可知,以上变量满足如下公式(1):
Figure BDA0002241524250000091
由公式(1)变形可得,电机位置传感器在第一系统时间tm处对应的位置检测误差为:
Figure BDA0002241524250000101
根据公式(1)和(2)可以计算出一个电机电周期内16个预设检测位置点的位置检测误差,并将各位置检测误差存储起来。
S103、获取当前电机机械周期内的系统时间计数信息及所述电机位置传感器检测所述电机转子所得的目标位置,并结合各所述位置检测误差,确定对所述目标位置进行误差补偿后的电机位置。
其中,所述系统时间计数信息是指获取并存储系统时钟在电机位置传感器检测电机转子旋转到各预设检测位置时对应输出的系统时间后,对存储的系统时间的个数进行计数得到的信息。可选地,所述系统时间计数信息包括当前电机机械周期内已存储系统时间的个数。
所述目标位置是指电机位置传感器在当前电机机械周期内检测所得的电机位置,可以理解为待误差补偿的电机位置。
可以理解的是,由于当前电机机械周期和前一电机机械周期内的各预设检测位置不变,故当所述目标位置为各所述预设检测位置中的一个时,根据所述当前电机机械周期内的系统时间计数信息可以确定所述目标位置具体对应的是哪个预设检测位置,进而确定出前一电机机械周期电机位置传感器在所述预设检测位置处对应的位置检测误差,并将所确定的位置检测误差作为当前电机机械周期电机位置传感器在所述目标位置处对应的位置检测误差,由此,在所述目标位置的基础上叠加所述位置检测误差,即可确定出对所述目标位置进行误差补偿后的电机位置。
而当所述目标位置为不是各所述预设检测位置中的任何一个时,可以确定的是,所述目标位置一定介于两个相邻的预设检测位置(一个在所述目标位置之前被检测出,一个在所述目标位置之后被检测出)之间,此时,所述当前电机机械周期内的系统时间计数信息所包含的当前电机机械周期内已存储系统时间的个数,所对应的预设检测位置即为所述两个相邻的预设检测位置中在所述目标位置之前被检测出的预设检测位置,根据已知的各预设检测位置的分布情况可确定出所述两个相邻的预设检测位置中在所述目标位置之后被检测出的预设检测位置。将所述两个相邻的预设检测位置确定为所述目标位置的邻接预设检测位置,并确定前一电机机械周期电机位置传感器在所述两个邻接预设检测位置处对应的位置检测误差,据此基于预设的插值算法(可以是任意一种成熟的插值算法,此处不做限定)对所述两个邻接预设检测位置对应的位置检测误差进行插值运算,得到与所述目标位置对应的插值检测误差,并在所述目标位置的基础上叠加所述插值检测误差,由此确定出对所述目标位置进行误差补偿后的电机位置。
本发明实施例通过确定前一电机机械周期的电机位置传感器误差信息,对电机位置传感器在当前电机机械周期内的检测的电机位置进行误差补偿,有效改善了因电机位置传感器误差带来的电机控制稳定性下降及效率的下降,提升了电机控制精度及效率,且本方案涉及的运算量小,给控制器芯片带来的运算压力小,占用的芯片运算资源少。
实施例二
图4是本发明实施例二提供的一种电机位置传感器误差补偿方法的流程示意图,本实施例在实施例一的基础上进一步优化。本实施例将所述获取前一电机机械周期内电机位置传感器检测电机转子旋转到各预设检测位置时,系统时钟对应输出的第一系统时间,将各所述第一系统时间顺序存储并计数,具体化为:获取电机位置传感器在前一电机机械周期内检测所述电机转子所得的实时电机位置;针对每个预设检测位置,读取系统时钟在所述实时电机位置与所述预设检测位置重合时对应输出的第一系统时间;将读取的各所述第一系统时间顺序存储,并在每次存储所述第一系统时间后对所存储第一系统时间的个数计数加一。
本实施例还将所述基于各所述预设检测位置及对应的第一系统时间确定所述电机位置传感器在各所述第一系统时间处对应的位置检测误差,具体化为:将各所述预设检测位置中电机电角度值同时为0°和360°的预设检测位置确定为起止理论位置;针对任意两个相邻的起止理论位置,将所述两个相邻的起止理论位置中对应第一系统时间值较小的起止理论位置所对应的电机电角度值确定为0°,将所述两个相邻的起止理论位置中对应第一系统时间值较大的起止理论位置所对应的电机电角度值确定为360°;分别以所述两个相邻的起止理论位置对应的第一系统时间值和电机电角度值为区间端点确定定义域和值域,并将由所述定义域和值域确定的一次线性函数曲线确定为所述电机转子在对应电机电周期的理论位置时间曲线;基于各所述电机电周期对应的理论位置时间曲线,确定所述电机转子在所述前一电机机械周期内旋转到的理论位置及对应第二系统时间的所有二元信息组;针对每个第一系统时间,从各所述二元信息组中确定与所述第一系统时间对应的二元信息组,并将所述二元信息组中的理论位置确定为所述电机位置传感器在所述第一系统时间处对应的理论输出位置;将所述理论输出位置与所述第一系统时间对应的预设检测位置做差,并将所得的差值确定为所述电机位置传感器在所述第一系统时间处对应的位置检测误差。
本实施例还将所述结合各所述位置检测误差,确定对所述目标位置进行误差补偿后的电机位置,具体化为:基于所述系统时间计数信息将所述目标位置与由各所述预设检测位置组成的位置集进行匹配,确定所述位置集中是否存在与所述目标位置相同的预设检测位置;当所述位置集中不存在与所述目标位置相同的预设检测位置时,从所述位置集中确定与所述目标位置对应的两个邻接预设检测位置;基于预设的插值算法对所述两个邻接预设检测位置对应的位置检测误差进行插值运算,得到与所述目标位置对应的插值检测误差;将所述目标位置叠加所述插值检测误差后得到的第一矫正位置确定为对所述目标位置进行误差补偿后的电机位置。
本实施例还将所述结合各所述位置检测误差,确定对所述目标位置进行误差补偿后的电机位置,具体化为:当所述位置集中存在与所述目标位置相同的预设检测位置时,获取与所述目标位置相同的预设检测位置所对应的位置检测误差;将所述目标位置叠加所述位置检测误差后得到的第二矫正位置确定为对所述目标位置进行误差补偿后的电机位置。
如图4所示,本实施例提供的电机位置传感器误差补偿方法,具体包括如下步骤:
S201、获取电机位置传感器在前一电机机械周期内检测所述电机转子所得的实时电机位置。
S202、针对每个预设检测位置,读取系统时钟在所述实时电机位置与所述预设检测位置重合时对应输出的第一系统时间。
S203、将读取的各所述第一系统时间顺序存储,并在每次存储所述第一系统时间后对所存储第一系统时间的个数计数加一。
S204、将各所述预设检测位置中电机电角度值同时为0°和360°的预设检测位置确定为起止理论位置。
S205、针对任意两个相邻的起止理论位置,将所述两个相邻的起止理论位置中对应第一系统时间值较小的起止理论位置所对应的电机电角度值确定为0°,将所述两个相邻的起止理论位置中对应第一系统时间值较大的起止理论位置所对应的电机电角度值确定为360°。
S206、分别以所述两个相邻的起止理论位置对应的第一系统时间值和电机电角度值为区间端点确定定义域和值域,并将由所述定义域和值域确定的一次线性函数曲线确定为所述电机转子在对应电机电周期的理论位置时间曲线。
S207、基于各所述电机电周期对应的理论位置时间曲线,确定所述电机转子在所述前一电机机械周期内旋转到的理论位置及对应第二系统时间的所有二元信息组。
可选地,获取各所述电机电周期对应理论位置时间曲线上各点的横坐标和纵坐标;将各所述点的纵坐标和横坐标分别确定为所述电机转子在所述前一电机机械周期内旋转到的理论位置及对应第二系统时间;将各所述理论位置及对应的第二系统时间分别组成相应的二元信息组。
S208、针对每个第一系统时间,从各所述二元信息组中确定与所述第一系统时间对应的二元信息组,并将所述二元信息组中的理论位置确定为所述电机位置传感器在所述第一系统时间处对应的理论输出位置。
可选地,基于各所述二元信息组所包含的第二系统时间,确定与所述第一系统时间重合的第二系统时间;将所确定的第二系统时间所属的二元信息组确定为与所述第一系统时间对应的二元信息组。
S209、将所述理论输出位置与所述第一系统时间对应的预设检测位置做差,并将所得的差值确定为所述电机位置传感器在所述第一系统时间处对应的位置检测误差。
S210、获取当前电机机械周期内的系统时间计数信息及所述电机位置传感器检测所述电机转子所得的目标位置。
S211、基于所述系统时间计数信息将所述目标位置与由各所述预设检测位置组成的位置集进行匹配。
S212、确定所述位置集中是否存在与所述目标位置相同的预设检测位置;若是,则执行S213;否则,执行S215。
S213、获取与所述目标位置相同的预设检测位置所对应的位置检测误差。
S214、将所述目标位置叠加所述位置检测误差后得到的第二矫正位置确定为对所述目标位置进行误差补偿后的电机位置。
示例性的,图5提供了本发明实施例二提供的一种位置检测误差线性插值运算示例图。如图5所示,目标位置为θc,θc对应的两个邻接预设检测位置分别为θr和θr+1,θr和θr+1对应的两个位置检测误差分别为er和er+1,则通过线性插值运算可以得到:
则目标位置为θc对应的插值检测误差ec为:
Figure BDA0002241524250000152
S215、从所述位置集中确定与所述目标位置对应的两个邻接预设检测位置。
S216、基于预设的插值算法对所述两个邻接预设检测位置对应的位置检测误差进行插值运算,得到与所述目标位置对应的插值检测误差。
S217、将所述目标位置叠加所述插值检测误差后得到的第一矫正位置确定为对所述目标位置进行误差补偿后的电机位置。
本发明实施例通过确定前一电机机械周期的电机位置传感器误差信息,对电机位置传感器在当前电机机械周期内的检测的电机位置进行误差补偿,有效改善了因电机位置传感器误差带来的电机控制稳定性下降及效率的下降,提升了电机控制精度及效率;此外,本方案涉及的运算量小,给控制器芯片带来的运算压力小,占用的芯片运算资源少,能够实现对电机位置传感器实时误差补偿,且误差补偿的效果在不同转速区域能够保证一致。
实施例三
图6是本发明实施例三提供的一种电机位置传感器误差补偿装置的结构示意图,本实施例可适用于识别出电机位置传感器误差并对误差进行补偿,从而改善因电机位置传感器误差带来的电机控制稳定性下降及效率的下降,提升电机控制精度及效率的情况,该装置可以通过软件和/或硬件的方式实现,该装置具体包括:时间获取模块301、误差确定模块302和误差补偿模块303,其中,
时间获取模块301,用于获取前一电机机械周期内电机位置传感器检测电机转子旋转到各预设检测位置时,系统时钟对应输出的第一系统时间,将各所述第一系统时间顺序存储并计数;
误差确定模块302,用于基于各所述预设检测位置及对应的第一系统时间确定所述电机位置传感器在各所述第一系统时间处对应的位置检测误差;
误差补偿模块303,用于获取当前电机机械周期内的系统时间计数信息及所述电机位置传感器检测所述电机转子所得的目标位置,并结合各所述位置检测误差,确定对所述目标位置进行误差补偿后的电机位置。
示例性的,图7给出了一种电机位置传感器误差补偿装置的结构示例图。
在上述实施例的基础上,时间获取模块301,包括:
位置获取单元,用于获取电机位置传感器在前一电机机械周期内检测所述电机转子所得的实时电机位置;
时间读取单元,用于针对每个预设检测位置,读取系统时钟在所述实时电机位置与所述预设检测位置重合时对应输出的第一系统时间;
时间存储计数单元,用于将读取的各所述第一系统时间顺序存储,并在每次存储所述第一系统时间后对所存储第一系统时间的个数计数加一。
示例性的,图8给出了本发明实施例三提供的一种时间获取模块的结构示例图。
在上述实施例的基础上,误差确定模块302,包括:
起止确定单元,用于将各所述预设检测位置中电机电角度值同时为0°和360°的预设检测位置确定为起止理论位置;
电角度确定单元,用于针对任意两个相邻的起止理论位置,将所述两个相邻的起止理论位置中对应第一系统时间值较小的起止理论位置所对应的电机电角度值确定为0°,将所述两个相邻的起止理论位置中对应第一系统时间值较大的起止理论位置所对应的电机电角度值确定为360°;
曲线确定单元,用于分别以所述两个相邻的起止理论位置对应的第一系统时间值和电机电角度值为区间端点确定定义域和值域,并将由所述定义域和值域确定的一次线性函数曲线确定为所述电机转子在对应电机电周期的理论位置时间曲线;
信息确定单元,用于基于各所述电机电周期对应的理论位置时间曲线,确定所述电机转子在所述前一电机机械周期内旋转到的理论位置及对应第二系统时间的所有二元信息组;
理论确定单元,用于针对每个第一系统时间,从各所述二元信息组中确定与所述第一系统时间对应的二元信息组,并将所述二元信息组中的理论位置确定为所述电机位置传感器在所述第一系统时间处对应的理论输出位置;
误差确定单元,用于将所述理论输出位置与所述第一系统时间对应的预设检测位置做差,并将所得的差值确定为所述电机位置传感器在所述第一系统时间处对应的位置检测误差。
示例性的,图9给出了本发明实施例三提供的一种误差确定单元的应用示例图。
在上述实施例的基础上,所述信息确定单元,包括:
坐标获取子单元,用于获取各所述电机电周期对应理论位置时间曲线上各点的横坐标和纵坐标;
坐标分配单元,用于将各所述点的纵坐标和横坐标分别确定为所述电机转子在所述前一电机机械周期内旋转到的理论位置及对应第二系统时间;
信息组合子单元,用于将各所述理论位置及对应的第二系统时间分别组成相应的二元信息组。
在上述实施例的基础上,所述理论确定单元,包括:
时间确定子单元,用于基于各所述二元信息组所包含的第二系统时间,确定与所述第一系统时间重合的第二系统时间;
信息确定子单元,用于将所确定的第二系统时间所属的二元信息组确定为与所述第一系统时间对应的二元信息组。
在上述实施例的基础上,误差补偿模块303,包括:
位置匹配单元,用于基于所述系统时间计数信息将所述目标位置与由各所述预设检测位置组成的位置集进行匹配,确定所述位置集中是否存在与所述目标位置相同的预设检测位置;
邻接确定单元,用于当所述位置集中不存在与所述目标位置相同的预设检测位置时,从所述位置集中确定与所述目标位置对应的两个邻接预设检测位置;
插值运算单元,用于基于预设的插值算法对所述两个邻接预设检测位置对应的位置检测误差进行插值运算,得到与所述目标位置对应的插值检测误差;
第一补偿单元,用于将所述目标位置叠加所述插值检测误差后得到的第一矫正位置确定为对所述目标位置进行误差补偿后的电机位置。
示例性的,图10给出了本发明实施例三提供的一种插值运算单元和第一补偿单元的应用示例图。
在上述实施例的基础上,误差补偿模块303,还包括:
误差获取单元,用于当所述位置集中存在与所述目标位置相同的预设检测位置时,获取与所述目标位置相同的预设检测位置所对应的位置检测误差;
第二补偿单元,用于将所述目标位置叠加所述位置检测误差后得到的第二矫正位置确定为对所述目标位置进行误差补偿后的电机位置。
示例性的,图11给出了本发明实施例三提供的一种电机位置传感器误差补偿装置的应用示例图。其中,模块1为驱动电机,驱动电机的类型可以为永磁同步电机、交流异步电机、直流无刷电机或励磁电机,模块2为电机位置传感器,电机位置传感器可以为旋转变压器,也可以为增量编码器等其他类型的位置传感器。模块3为电机三相电流传感器,负责检测电机的三相电流幅值。模块4为电机位置传感器误差补偿装置,该装置负责将电机位置传感器2检测并输出的带有位置误差的电机位置信息进行补偿,输出经过误差补偿后的电机位置信息。模块5为转矩控制模块,该模块的输入量分别为转矩指令T* e,电机转速ωr,及经过电机位置传感器误差补偿装置补偿后的电机转子位置θr,电机的三相电流iu,iv,iw。其中电机的三相电流由电机三相电流传感器3负责检测。转矩控制模块5根据输出的转矩指令做转矩闭环控制,其输出量为3路占空比分别为ta,tb,tc的脉冲宽度调制(Pulse widthmodulation,PWM)信号。模块6为PWM驱动算法模块,该模块根据转矩控制模块5输出的3路PWM占空比,输出能够驱动如绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)或金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)等功率器件组成的功率模块7的6路PWM驱动信号。IGBT功率模块7接收到6路PWM驱动信号并控制驱动电机输出指定的转矩。
本发明实施例所提供的电机位置传感器误差补偿装置可执行本发明任一实施例所提供的电机位置传感器误差补偿方法,具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例四
图12为本发明实施例四提供的一种车辆的结构示意图,如图12所示,该车辆包括:处理器40、电机位置传感器41、电机42、转速传感器43、系统时钟芯片44、以及存储器45;车辆中处理器40的数量可以是一个或多个,图12中以一个处理器40为例;车辆中的处理器40、电机位置传感器41、电机42、转速传感器43、系统时钟芯片44、以及存储器45可以通过总线或其他方式连接,图12中以通过总线连接为例。
存储器45作为一种计算机可读存储介质,可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块,如本发明实施例中的电机位置传感器误差补偿方法对应的程序指令/模块(例如,电机位置传感器误差补偿装置中的时间获取模块301、误差确定模块302和误差补偿模块303)。处理器40通过运行存储在存储器45中的软件程序、指令以及模块,从而执行车辆的各种功能应用以及数据处理,即实现上述的电机位置传感器误差补偿方法。
存储器45可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序;存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外,存储器45可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中,存储器45可进一步包括相对于处理器40远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至车辆。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
实施例五
本发明实施例五还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质,所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种电机位置传感器误差补偿方法,该方法包括:
获取前一电机机械周期内电机位置传感器检测电机转子旋转到各预设检测位置时,系统时钟对应输出的第一系统时间,将各所述第一系统时间顺序存储并计数;
基于各所述预设检测位置及对应的第一系统时间确定所述电机位置传感器在各所述第一系统时间处对应的位置检测误差;
获取当前电机机械周期内的系统时间计数信息及所述电机位置传感器检测所述电机转子所得的目标位置,并结合各所述位置检测误差,确定对所述目标位置进行误差补偿后的电机位置。
当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任一实施例所提供的电机位置传感器误差补偿方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述,所属领域的技术人员可以清楚地了解到,本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现,当然也可以通过硬件实现,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明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,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等,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的方法。
值得注意的是,上述电机位置传感器误差补偿装置的实施例中,所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的,但并不局限于上述的划分,只要能够实现相应的功能即可;另外,各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本发明的保护范围。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种电机位置传感器误差补偿方法,其特征在于,包括:
获取前一电机机械周期内电机位置传感器检测电机转子旋转到各预设检测位置时,系统时钟对应输出的第一系统时间,将各所述第一系统时间顺序存储并计数;
基于各所述预设检测位置及对应的第一系统时间确定所述电机位置传感器在各所述第一系统时间处对应的位置检测误差;
获取当前电机机械周期内的系统时间计数信息及所述电机位置传感器检测所述电机转子所得的目标位置,并结合各所述位置检测误差,确定对所述目标位置进行误差补偿后的电机位置。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取前一电机机械周期内电机位置传感器检测电机转子旋转到各预设检测位置时,系统时钟对应输出的第一系统时间,将各所述第一系统时间顺序存储并计数,包括:
获取电机位置传感器在前一电机机械周期内检测所述电机转子所得的实时电机位置;
针对每个预设检测位置,读取系统时钟在所述实时电机位置与所述预设检测位置重合时对应输出的第一系统时间;
将读取的各所述第一系统时间顺序存储,并在每次存储所述第一系统时间后对所存储第一系统时间的个数计数加一。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于各所述预设检测位置及对应的第一系统时间确定所述电机位置传感器在各所述第一系统时间处对应的位置检测误差,包括:
将各所述预设检测位置中电机电角度值同时为0°和360°的预设检测位置确定为起止理论位置;
针对任意两个相邻的起止理论位置,将所述两个相邻的起止理论位置中对应第一系统时间值较小的起止理论位置所对应的电机电角度值确定为0°,将所述两个相邻的起止理论位置中对应第一系统时间值较大的起止理论位置所对应的电机电角度值确定为360°;
分别以所述两个相邻的起止理论位置对应的第一系统时间值和电机电角度值为区间端点确定定义域和值域,并将由所述定义域和值域确定的一次线性函数曲线确定为所述电机转子在对应电机电周期的理论位置时间曲线;
基于各所述电机电周期对应的理论位置时间曲线,确定所述电机转子在所述前一电机机械周期内旋转到的理论位置及对应第二系统时间的所有二元信息组;
针对每个第一系统时间,从各所述二元信息组中确定与所述第一系统时间对应的二元信息组,并将所述二元信息组中的理论位置确定为所述电机位置传感器在所述第一系统时间处对应的理论输出位置;
将所述理论输出位置与所述第一系统时间对应的预设检测位置做差,并将所得的差值确定为所述电机位置传感器在所述第一系统时间处对应的位置检测误差。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基于各所述电机电周期对应的理论位置时间曲线,确定所述电机转子在所述前一电机机械周期内旋转到的理论位置及对应第二系统时间的所有二元信息组,包括:
获取各所述电机电周期对应理论位置时间曲线上各点的横坐标和纵坐标;
将各所述点的纵坐标和横坐标分别确定为所述电机转子在所述前一电机机械周期内旋转到的理论位置及对应第二系统时间;
将各所述理论位置及对应的第二系统时间分别组成相应的二元信息组。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述从各所述二元信息组中确定与所述第一系统时间对应的二元信息组,包括:
基于各所述二元信息组所包含的第二系统时间,确定与所述第一系统时间重合的第二系统时间;
将所确定的第二系统时间所属的二元信息组确定为与所述第一系统时间对应的二元信息组。
6.根据权利要求3-5任一项所述的方法,其特征在于,所述结合各所述位置检测误差,确定对所述目标位置进行误差补偿后的电机位置,包括:
基于所述系统时间计数信息将所述目标位置与由各所述预设检测位置组成的位置集进行匹配,确定所述位置集中是否存在与所述目标位置相同的预设检测位置;
当所述位置集中不存在与所述目标位置相同的预设检测位置时,从所述位置集中确定与所述目标位置对应的两个邻接预设检测位置;
基于预设的插值算法对所述两个邻接预设检测位置对应的位置检测误差进行插值运算,得到与所述目标位置对应的插值检测误差;
将所述目标位置叠加所述插值检测误差后得到的第一矫正位置确定为对所述目标位置进行误差补偿后的电机位置。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述结合各所述位置检测误差,确定对所述目标位置进行误差补偿后的电机位置,还包括:
当所述位置集中存在与所述目标位置相同的预设检测位置时,获取与所述目标位置相同的预设检测位置所对应的位置检测误差;
将所述目标位置叠加所述位置检测误差后得到的第二矫正位置确定为对所述目标位置进行误差补偿后的电机位置。
8.一种电机位置传感器误差补偿装置,其特征在于,包括:
时间获取模块,用于获取前一电机机械周期内电机位置传感器检测电机转子旋转到各预设检测位置时,系统时钟对应输出的第一系统时间,将各所述第一系统时间顺序存储并计数;
误差确定模块,用于基于各所述预设检测位置及对应的第一系统时间确定所述电机位置传感器在各所述第一系统时间处对应的位置检测误差;
误差补偿模块,用于获取当前电机机械周期内的系统时间计数信息及所述电机位置传感器检测所述电机转子所得的目标位置,并结合各所述位置检测误差,确定对所述目标位置进行误差补偿后的电机位置。
9.一种车辆,其特征在于,包括:电机位置传感器、电机、转速传感器、系统时钟芯片、存储器以及一个或多个处理器,所述一个或多个处理器分别与电机位置传感器、电机、转速传感器、系统时钟芯片、存储器连接;
所述存储器,用于存储一个或多个程序;
所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7任一项所述的电机位置传感器误差补偿方法。
10.一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如权利要求1-7任一项所述的电机位置传感器误差补偿方法。
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