CN111308170B - 电机相电流的采样方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电机相电流的采样方法及装置。其中，该方法包括：确定目标边界区域，其中，上述目标边界区域为无法重构相电流的无效区域中的边界区域；获取上述目标边界区域中的直流母线电流的目标响应曲线，以及上述直流母线电流的目标采样点，其中，上述目标响应曲线为预先预测的电机发送控制信号时上述直流母线电流的响应曲线；依据上述目标响应曲线和上述目标采样点，确定是否对上述目标采样点进行平移处理。本发明解决了现有技术中单电阻电流采样的成本较高且控制效果较差的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及电机控制技术领域，具体而言，涉及一种电机相电流的采样方法及装置。
背景技术
目前，针对单电阻电流采样技术OneShunt在无效区域无法有效重构相电流的技术问题，本领域较普遍方法是采用非对称PWM法。非对称PWM法是指在无效区域采用非对称PWM调制，通过空间矢量分解与补偿，增大作用时间小于最小空间矢量作用时间Tmin的非零基本空间矢量至最小作用时间，以实现电流有效采样。
上述方法虽可以有效实现无效区域的电流重构，可以较好解决OneShunt在电机上的应用问题。但也存在如下的缺陷和不足：首先，对MCU性能有较高要求，即需支持非对称PWM，需额外加MCU、ASIC或CPLD进行处理，会增加硬件成本；其次，采用非对称PWM调制，电压电流谐波会相对增大，器件损耗也增大，影响控制效果；再次，由于死区、硬体电路响应时间的存在，低速时电压谐波加大，控制效果会越来越差。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种电机相电流的采样方法及装置，以至少解决现有技术中单电阻电流采样的成本较高且控制效果较差的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电机相电流的采样方法，包括：确定目标边界区域，其中，上述目标边界区域为无法重构相电流的无效区域中的边界区域；获取上述目标边界区域中的直流母线电流的目标响应曲线，以及上述直流母线电流的目标采样点，其中，上述目标响应曲线为预先预测的电机发送控制信号时上述直流母线电流的响应曲线；依据上述目标响应曲线和上述目标采样点，确定是否对上述目标采样点进行平移处理。
进一步地，上述目标响应曲线包括：第一空间矢量和第二空间矢量，上述目标采样点包括：上述第一空间矢量中的第一目标采样点，以及上述第二空间矢量中的第二目标采样点。
进一步地，依据上述目标响应曲线和上述目标采样点，确定是否对上述目标采样点进行平移处理，包括：依据上述第一空间矢量和上述第一目标采样点，确定上述第一空间矢量对应的第一非零基本矢量作用时间是否小于最小矢量作用时间；依据上述第二空间矢量和上述第二目标采样点，确定上述第二空间矢量对应的第二非零基本矢量作用时间是否小于最小矢量作用时间；在确定上述第一非零基本矢量作用时间小于上述最小矢量作用时间的情况下，确定对上述第一目标采样点进行平移处理，或在确定上述第二非零基本矢量作用时间小于上述最小矢量作用时间的情况下，确定对上述第二目标采样点进行平移处理。
进一步地，依据上述目标响应曲线和上述目标采样点，确定是否对上述目标采样点进行平移处理之前，上述方法还包括：获取上述目标边界区域中的直流母线电流的实际响应曲线，其中，上述实际响应曲线为上述电机在实际发送上述控制信号时上述直流母线电流的响应曲线。
进一步地，依据上述目标响应曲线和上述目标采样点，确定是否对上述目标采样点进行平移处理，包括：判断上述目标采样点是否同时处于上述目标响应曲线和上述实际响应曲线上；在判断结果指示上述目标采样点同时处于上述目标响应曲线和上述实际响应曲线上的情况下，确定无需对上述目标采样点进行平移处理；在判断结果指示上述目标采样点未同时处于上述目标响应曲线和上述实际响应曲线上的情况下，确定对上述目标采样点进行平移处理。
进一步地，在确定对上述目标采样点进行平移处理之后，上述方法还包括：确定与上述目标采样点对应的平移量；采用上述平移量对上述目标采样点进行平移处理。
进一步地，确定与上述目标采样点对应的平移量，包括：获取上述目标采样点所处空间矢量的目标矢量作用时间；比较预定比例的上述目标矢量作用时间与最小矢量作用时间的大小，以及上述预定比例的上述目标矢量作用时间与死区时间的大小，得到第一比较结果；在上述第一比较结果指示预定比例的上述目标矢量作用时间大于等于上述死区时间，且预定比例的上述目标矢量作用时间小于上述最小矢量作用时间的情况下，确定上述平移量的取值范围大于等于零且小于目标差值，其中，上述目标差值为上述最小矢量作用时间与预定比例的上述目标矢量作用时间的差值。
进一步地，确定与上述目标采样点对应的平移量，包括：获取上述目标采样点所处空间矢量的目标矢量作用时间；比较死区时间与预定比例的上述目标矢量作用时间的大小，得到第二比较结果；在上述第二比较结果指示预定比例的上述目标矢量作用时间大于上述死区时间的情况下，确定上述平移量的取值范围大于等于零且小于目标和值，其中，上述目标和值为硬件响应时间与采样保持时间的和值。
进一步地，最小矢量作用时间包括：死区时间、硬件响应时间和采样保持时间。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电机相电流的采样装置，包括：确定模块，用于确定目标边界区域，其中，上述目标边界区域为无法重构相电流的无效区域中的边界区域；获取模块，用于获取上述目标边界区域中的直流母线电流的目标响应曲线，以及上述直流母线电流的目标采样点，其中，上述目标响应曲线为预先预测的电机发送控制信号时上述直流母线电流的响应曲线；确定模块，用于依据上述目标响应曲线和上述目标采样点，确定是否对上述目标采样点进行平移处理。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，上述存储介质包括存储的程序，其中，在上述程序运行时控制上述存储介质所在设备执行任意一项上述的电机相电流的采样方法。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，上述处理器用于运行程序，其中，上述程序运行时执行任意一项上述的电机相电流的采样方法。
在本发明实施例中，通过确定目标边界区域，其中，上述目标边界区域为无法重构相电流的无效区域中的边界区域；获取上述目标边界区域中的直流母线电流的目标响应曲线，以及上述直流母线电流的目标采样点，其中，上述目标响应曲线为预先预测的电机发送控制信号时上述直流母线电流的响应曲线；依据上述目标响应曲线和上述目标采样点，确定是否对上述目标采样点进行平移处理。
通过本申请上述实施例，可以基于对称PWM实现单电阻电流采样，不仅可以达到大大减小谐波、提高控制效果、降低成本的目的，还可以实现扩大对控制器MCU的选型范围，方便应用与推广的技术效果，进而解决了现有技术中单电阻电流采样的成本较高且控制效果较差的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的一种电机相电流的采样方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的一种可选的电机相电流的采样方法的流程图；
图3是根据本发明实施例的一种可选的电机相电流的采样方法的流程图；
图4是根据本发明实施例的一种可选的第一目标边界区域的直流母线电流的示意图；
图5是根据本发明实施例的一种可选的第一目标边界区域的直流母线电流的示意图；以及
图6是根据本发明实施例的一种电机相电流的采样装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
首先，为方便理解本发明实施例，下面将对本发明中所涉及的部分术语或名词进行解释说明：
单电阻电流采样技术(OneShunt)：是一种采用单电阻采样方式的电机相电流重构方法，是基于电机控制系统，根据直流母线电流、开关管开关状态及三相电流三者的关系，利用直流母线电流和开关管开关状态重构三相电流的技术。
无效区域：针对单电阻电流采样OneShunt，空间矢量调制SVPWM在扇区边界切换或低速控制时，均会出现某一个(或两者)非零基本空间矢量作用时间小于最小空间矢量作用时间Tmin，造成不能有效重构相电流，因此，将不能有效重构相电流的区域称为无效区域；反之，将可以有效重构相电流的区域称为有效区域。
实施例1
根据本发明实施例，提供了一种电机相电流的采样方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本发明实施例的一种电机相电流的采样方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S102，确定目标边界区域，其中，上述目标边界区域为无法重构相电流的无效区域中的边界区域；
步骤S104，获取上述目标边界区域中的直流母线电流的目标响应曲线，以及上述直流母线电流的目标采样点，其中，上述目标响应曲线为预先预测的电机发送控制信号时上述直流母线电流的响应曲线；
步骤S106，依据上述目标响应曲线和上述目标采样点，确定是否对上述目标采样点进行平移处理。
在本发明实施例中，通过确定目标边界区域，其中，上述目标边界区域为无法重构相电流的无效区域中的边界区域；获取上述目标边界区域中的直流母线电流的目标响应曲线，以及上述直流母线电流的目标采样点，其中，上述目标响应曲线为预先预测的电机发送控制信号时上述直流母线电流的响应曲线；依据上述目标响应曲线和上述目标采样点，确定是否对上述目标采样点进行平移处理。
通过本申请上述实施例，可以基于对称PWM实现单电阻电流采样，不仅可以达到大大减小谐波、提高控制效果、降低成本的目的，还可以实现扩大对控制器MCU的选型范围，方便应用与推广的技术效果，进而解决了现有技术中单电阻电流采样的成本较高且控制效果较差的技术问题。
需要说明的是，当单电阻电流采样OneShunt，空间矢量调制SVPWM在扇区边界切换或低速控制时，均会出现某一个(或两者)非零基本空间矢量作用时间小于最小空间矢量作用时间，造成不能有效重构相电流，因此，将不能有效重构相电流的区域称为无效区域；反之，将可以有效重构相电流的区域称为有效区域。
针对现有技术中存在的技术问题，基于永磁同步电机PMSM磁场定向控制的方法，若硬件响应曲线是一阶系统响应或二阶系统响应(需是超调量小的欠阻尼，过阻尼或临界阻尼由于稳定时间较长会扩大无效区域)，本申请实施例通过对上述目标采样点进行平移处理，以使得在上述目标采样点采样得到上述直流母线电流的电流值，也即，本申请实施例可采用采样点平移的方法实现有效重构无效区域的相电流。
需要说明的是，本申请实施中可以但不限于以一阶系统响应为例阐述本申请所提供的电机相电流的采样方法，但同样可以在二阶系统响应上进行使用。
可选的，上述目标边界区域为无法重构相电流的无效区域中的边界区域，根据其类型进行划分，则目标边界区域可以但不限于包括：第一目标边界区域和第二目标边界区域，作为一种可选的实施例，对于电机闭环控制，扇区切换边界的直流母线电流与矢量对应关系如表1所示：
表1
在上表1中，区域Sector1-11表示第一目标边界区域，即：0度边界区域，区域Sector1-12表示第二目标边界区域，即：60度边界区域，其它区域Sector2-21、区域Sector2-22与上述区域Sector1-11和区域Sector1-12的表示类似。
本申请实施例的采样电机相电流的采样位置可以但不限于为后端采样，T1，T2为非零基本矢量作用时间，通过获取上述目标边界区域中的直流母线电流的目标响应曲线，以及上述直流母线电流的目标采样点，进而可以依据上述目标响应曲线和上述目标采样点，确定是否对上述目标采样点进行平移处理。
在一种可选的实施例中，上述目标响应曲线包括：第一空间矢量和第二空间矢量，上述目标采样点包括：上述第一空间矢量中的第一目标采样点，以及上述第二空间矢量中的第二目标采样点。
在一种可选的实施例中，如图2所示，依据上述目标响应曲线和上述目标采样点，确定是否对上述目标采样点进行平移处理，包括：
步骤S202，依据上述第一空间矢量和上述第一目标采样点，确定上述第一空间矢量对应的第一非零基本矢量作用时间是否小于最小矢量作用时间；
步骤S204，依据上述第二空间矢量和上述第二目标采样点，确定上述第二空间矢量对应的第二非零基本矢量作用时间是否小于最小矢量作用时间；
步骤S206，在确定上述第一非零基本矢量作用时间小于上述最小矢量作用时间的情况下，确定对上述第一目标采样点进行平移处理，或在确定上述第二非零基本矢量作用时间小于上述最小矢量作用时间的情况下，确定对上述第二目标采样点进行平移处理。
在一种可选的实施例中，依据上述目标响应曲线和上述目标采样点，确定是否对上述目标采样点进行平移处理之前，上述方法还包括：
步骤S302，获取上述目标边界区域中的直流母线电流的实际响应曲线。
在上述步骤S302中，上述实际响应曲线为上述电机在实际发送上述控制信号时上述直流母线电流的响应曲线。
在一种可选的实施例中，最小矢量作用时间包括：死区时间、硬件响应时间和AD采样保持时间(例如，AD采样保持时间)。
如表1所示，无效区域共有6对(12个)，以扇区一(Sector1)为例，其于第一目标边界区域(Sector1-11区域)的直流母线电流的目标响应曲线可以但不限于如图4所示，第一目标边界区域(Sector1-11区域)属于扇区一(Sector1)，并且靠近扇区六(Sector6)，根据SVPWM方法可得，第一目标边界区域的第二非零基本矢量作用时间2(110)较小于最小矢量作用时间，第一目标边界区域的第一非零基本矢量作用时间1(100)较大于最小矢量作用时间，理论上由于第二非零基本矢量作用时间2(110)较小，则会造成单电阻电流采样不能有效重构。
在上述可选的实施例中，直流母线电流为ABGF(矢量110)和FECD(矢量100)，此时ABGF对应的第二非零基本矢量作用时间(脉宽AF)较小于最小矢量作用时间，FECD对应的第一非零基本矢量作用时间(脉宽FD)较大于最小矢量作用时间。
并且，由于电路存有响应环节(暂不考虑纯延时)，电机在实际发送上述控制信号时上述直流母线电流的实际响应曲线为虚线部分，响应速度越慢，失真越大。
在一种可选的实施例中，如图3所示，依据上述目标响应曲线和上述目标采样点，确定是否对上述目标采样点进行平移处理，包括：
步骤S402，判断上述目标采样点是否同时处于上述目标响应曲线和上述实际响应曲线上；
步骤S404，在判断结果指示上述目标采样点同时处于上述目标响应曲线和上述实际响应曲线上的情况下，确定无需对上述目标采样点进行平移处理；
步骤S406，在判断结果指示上述目标采样点未同时处于上述目标响应曲线和上述实际响应曲线上的情况下，确定对上述目标采样点进行平移处理。
仍如图4所示，上述目标采样点包括：第一目标采样点A1与第二目标采样点A2，但由于实际响应曲线在ABGF内达不到BG，因此可以平移第二目标采样点A2，稍延时一段时间至A3后再采，就能采样到接近真实的直流母线电流，对于第一目标采样点A1，一般脉宽FD较大，可不平移。
同理，在另一种可选的实施例中，对于第二目标边界区域(Sector1-12区域)而言，由于非零基本矢量作用时间小于最小矢量作用时间也会造成单电阻电流采样不能有效重构，上述不能有效重构之问题可以用修正采样点来得到接近正确的值，从而有效重构相电流。
在一种可选的实施例中，第二目标边界区域(Sector1-12区域)的直流母线电流的目标响应曲线可以但不限于如图5所示，直流母线电流为ABGF(矢量100)和FECD(矢量110)，此时ABGF对应的第二非零基本矢量作用时间(脉宽AF)较小于最小矢量作用时间，FECD对应的第一非零基本矢量作用时间(脉宽FD)较大于最小矢量作用时间。
并且，由于电路存有响应环节(暂不考虑纯延时)，电机在实际发送上述控制信号时上述直流母线电流的实际响应曲线为虚线部分，响应速度越慢，失真越大。
如图5所示，目标采样点包括：第一目标采样点A1与第二目标采样点A2，但由于实际响应曲线在ABGF内超出了BG，因此可以平移第一目标采样点A1，稍延时一段时间至A3后再进行采样，就能采样到接近真实的直流母线电流，对于第二目标采样点A2，一般脉宽FD较大，可不平移。
在一种可选的实施例中，如图4所示，上述目标采集点包括：第一目标采样点A1与第二目标采样点A2，由于图4中的实际响应曲线在ABGF内达不到目标响应曲线中的BG，则上述第二目标采样点A2无法同时处于上述目标响应曲线和上述实际响应曲线上，进而确定对上述第二目标采样点A2进行平移处理；上述第一目标采样点A1同时处于上述目标响应曲线和上述实际响应曲线上的情况下，确定无需对上述第一目标采样点A1进行平移处理。
在另一种可选的实施例中，如图5所示，上述目标采集点包括：第一目标采样点A1与第二目标采样点A2，由于图5中的实际响应曲线在ABGF内超出了目标响应曲线中的BG，则上述第一目标采样点A1无法同时处于上述目标响应曲线和上述实际响应曲线上，进而确定对上述第一目标采样点A1进行平移处理；上述第二目标采样点A2同时处于上述目标响应曲线和上述实际响应曲线上的情况下，确定无需对上述第二目标采样点A2进行平移处理。
在一种可选的实施例中，在确定对上述目标采样点进行平移处理之后，上述方法还包括：
步骤S502，确定与上述目标采样点对应的平移量；
步骤S504，采用上述平移量对上述目标采样点进行平移处理。
作为一种可选的实施例，确定与上述目标采样点对应的平移量，包括：
步骤S602，获取上述目标采样点所处空间矢量的目标矢量作用时间；
步骤S604，比较预定比例的上述目标矢量作用时间与最小矢量作用时间的大小，以及上述预定比例的上述目标矢量作用时间与死区时间的大小，得到第一比较结果；
步骤S606，在上述第一比较结果指示预定比例的上述目标矢量作用时间大于等于上述死区时间，且预定比例的上述目标矢量作用时间小于上述最小矢量作用时间的情况下，确定上述平移量的取值范围大于等于零且小于目标差值，其中，上述目标差值为上述最小矢量作用时间与预定比例的上述目标矢量作用时间的差值。
在上述步骤S602中，上述目标矢量作用时间为矢量作用时间较小侧的持续时间。在本申请实施例中，可以设上述目标矢量作用时间为2*Tsmall(其中，无效区域中的Tsmall<Tmin)，上述预定比例的上述目标矢量作用时间为Tsmall，最小矢量作用时间为Tmin，死区时间为Tdt；则平移量Tmov的计算式可以为：比较预定比例的上述目标矢量作用时间与最小矢量作用时间的大小，以及上述预定比例的上述目标矢量作用时间与死区时间的大小，得到第一比较结果。
若上述第一比较结果为：Tdt＝＜Tsmall＜Tmin，则平移量的取值范围为0＜＝Tmov＜(Tmin-Tsmall)；即，上述第一比较结果指示预定比例的上述目标矢量作用时间大于等于上述死区时间，且预定比例的上述目标矢量作用时间小于上述最小矢量作用时间的情况下，确定上述平移量的取值范围大于等于零且小于目标差值，其中，上述目标差值为上述最小矢量作用时间与预定比例的上述目标矢量作用时间的差值。
需要说明的是，在上述可选的实施例中，可以但不限于将上述平移量的取值范围初始设为(Tmin-Tsmall)，再根据电流比较情况按比例进行减小，由于(Tmin-Tsmall)值较小，因此平移量的取值也是一个很小的范围。
作为另一种可选的实施例，确定与上述目标采样点对应的平移量，包括：
步骤S702，获取上述目标采样点所处空间矢量的目标矢量作用时间；
步骤S704，比较死区时间与预定比例的上述目标矢量作用时间的大小，得到第二比较结果；
步骤S706，在上述第二比较结果指示预定比例的上述目标矢量作用时间大于上述死区时间的情况下，确定上述平移量的取值范围大于等于零且小于目标和值，其中，上述目标和值为硬件响应时间与采样保持时间(例如，AD采样保持时间)的和值。
在上述步骤S702中，上述目标矢量作用时间为矢量作用时间较小侧的持续时间。在本申请实施例中，可以设上述目标矢量作用时间为2*Tsmall(其中，无效区域中Tsmall<Tmin)，上述预定比例的上述目标矢量作用时间为Tsmall，最小矢量作用时间为Tmin，死区时间为Tdt，硬件响应时间为Tr，AD采样保持时间Tad；则平移量Tmov的计算式可以为：比较死区时间与预定比例的上述目标矢量作用时间的大小，得到第二比较结果。
若上述第二比较结果为：Tsmall＜Tdt，则平移量的取值范围为0＜＝Tmov＜(Tr+Tad)；即，若上述第二比较结果指示预定比例的上述目标矢量作用时间大于上述死区时间的情况下，确定上述平移量的取值范围大于等于零且小于目标和值，其中，上述目标和值为硬件响应时间与AD采样保持时间的和值。
需要说明的是，在上述可选的实施例中，可以但不限于将上述平移量的取值范围初始设为(Tr+Tad)，再根据电流比较情况按比例进行减小，由于(Tr+Tad)值较小，因此平移量的取值也是一个很小的范围。
此外，在一种可选的实施例中，针对在Tdt＝＜Tsmall＜Tmin或(Tsmall＜Tdt)的情况下，可以对Tmov进行再分级调节，其中，再分三级的示例可以但不限于如下所示：
当Tdt＝＜Tsmall＜Tlim1＜Tmin，则Tmov＝C1；当Tlim1＝＜Tsmall＜Tlim2＜Tmin，则Tmov＝C2；当Tlim2＝＜Tsmall＜Tmin，则Tmov＝C3，其中，Tlim1，Tlim2均为细分域参数，取值范围为Tmin的0.5-5倍；C1、C2、C3为平移量参数，取值范围为Tr+Tdelay(Tdelay为硬件纯滞后时间)。
需要说明的是，上述采样点平移法可以较好的应用于电机控制，并且，其最大的优点为利用对称PWM实现，矢量不补偿、不失真。
在一种可选的实施例中，电机的常规驱动方式采用七段式空间矢量调制(SVPWM)，预先定义每相桥臂的开关管状态分别为Su、Sv、Sw，并将上桥臂功率开关器件导通时定义为状态“1”，关断时定义为状态“0”，根据三组桥臂(Su、Sv、Sw)的通断，产生六组非零基本空间矢量，即V1(100)、V2(110)、V3(010)、V4(011)、V5(001)、V6(101)和二组零基本空间矢量V0(000)、V7(111)。
在上述可选的实施例中，一个SVPWM周期可划分为七个小时间段，不同的时间段对应不同的开关管控制电压，不同的控制电压造成逆变电路中功率开关管不同的通断状态，而不同的通断状态则对应着不同的电流流向，因此，可利用两次不同时刻(同一PWM周期内)的采样电流来重构三相电流。
以扇区一为例阐述重构相电流过程，在扇区一中，Iu＝AN0，Iv＝AN1-AN0，Iw＝-AN1；其电流采样过程中，a时刻采样值为Iu(Idc)，b时刻采样值为(Iu+Iv)＝-Iw(Idc)，由于非零基本矢量作用时间很短，相电流不会发生突变，这样可根据相电流之和为零(Iu+Iv+Iw＝0)推导出第三相电流值，从而完成单电流采样(One shunt current detection)，其中，采样电流、开关管状态与电机相电流的对应关系如下表2所示：
表2
通过检测直流母线电流进行相电流重构时，由于实际器件特性与理想之间存在差别，使得实际条件中存有一定区域不能正确重构相电流，要使直流母线电流采样值可以有效重构相电流，其非零基本矢量作用时间必须大于一个最小时间(即最小矢量作用时间Tmin)。最小矢量作用时间Tmin包括：PWM死区时间、硬件响应时间和MCU的AD采样与保持时间，即：Tmin＝Tdt+Tr+Tad。
其中，Tdt为死区时间，Tr为硬件响应时间，Tad为AD采样与保持时间；
由SVPWM算法可得，非零基本矢量的作用时间T1、T2的计算公式如下所示：
其中，Vdc为直流母线电压，Tsc为载波周期，
为调制矢量，α为调制角度，
由以上两个计算公式得出，如果Vdc越小，Tsc越大，
越大，那么T1、T2则相对越大，无效区域比例则越小，有利于单电阻电流采样的实现；同时，由硬件决定的最小作用时间Tmin越小，无效区域比例相对就越小，也有利于单电阻电流采样的实现。
需要说明的是，单电阻电流采样在有效区域可以有效重构相电流，在无效区域不能有效重构相电流，因此，单电阻电流采样技术关键是减小和避免无效区域以及采取措施在无效区域能有效重构相电流。
实施例2
根据本发明实施例，还提供了一种用于实施上述电机相电流的采样方法的装置实施例，图6是根据本发明实施例的一种电机相电流的采样装置的结构示意图，如图6所示，上述电机相电流的采样装置，包括：确定模块70、获取模块72和确定模块74，其中:
确定模块70，用于确定目标边界区域，其中，上述目标边界区域为无法重构相电流的无效区域中的边界区域；获取模块72，用于获取上述目标边界区域中的直流母线电流的目标响应曲线，以及上述直流母线电流的目标采样点，其中，上述目标响应曲线为预先预测的电机发送控制信号时上述直流母线电流的响应曲线；确定模块74，用于依据上述目标响应曲线和上述目标采样点，确定是否对上述目标采样点进行平移处理。
需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，例如，对于后者，可以通过以下方式实现：上述各个模块可以位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的方式位于不同的处理器中。
此处需要说明的是，上述确定模块70、获取模块72和确定模块74对应于实施例1中的步骤S102至步骤S106，上述模块与对应的步骤所实现的实例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为装置的一部分可以运行在计算机终端中。
需要说明的是，本实施例的可选或优选实施方式可以参见实施例1中的相关描述，此处不再赘述。
上述的电机相电流的采样装置还可以包括处理器和存储器，上述确定模块70、获取模块72和确定模块74等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元，上述内核可以设置一个或以上。存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。
根据本申请实施例，还提供了一种存储介质实施例。可选地，在本实施例中，上述存储介质包括存储的程序，其中，在上述程序运行时控制上述存储介质所在设备执行上述任意一种电机相电流的采样方法。
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以位于计算机网络中计算机终端群中的任意一个计算机终端中，或者位于移动终端群中的任意一个移动终端中，上述存储介质包括存储的程序。
可选地，在程序运行时控制存储介质所在设备执行以下功能：确定目标边界区域，其中，上述目标边界区域为无法重构相电流的无效区域中的边界区域；获取上述目标边界区域中的直流母线电流的目标响应曲线，以及上述直流母线电流的目标采样点，其中，上述目标响应曲线为预先预测的电机发送控制信号时上述直流母线电流的响应曲线；依据上述目标响应曲线和上述目标采样点，确定是否对上述目标采样点进行平移处理。
可选地，在程序运行时控制存储介质所在设备执行以下功能：依据上述第一空间矢量和上述第一目标采样点，确定上述第一空间矢量对应的第一非零基本矢量作用时间是否小于最小矢量作用时间；依据上述第二空间矢量和上述第二目标采样点，确定上述第二空间矢量对应的第二非零基本矢量作用时间是否小于最小矢量作用时间；在确定上述第一非零基本矢量作用时间小于上述最小矢量作用时间的情况下，确定对上述第一目标采样点进行平移处理，或在确定上述第二非零基本矢量作用时间小于上述最小矢量作用时间的情况下，确定对上述第二目标采样点进行平移处理。
可选地，在程序运行时控制存储介质所在设备执行以下功能：获取上述目标边界区域中的直流母线电流的实际响应曲线，其中，上述实际响应曲线为上述电机在实际发送上述控制信号时上述直流母线电流的响应曲线。
可选地，在程序运行时控制存储介质所在设备执行以下功能：判断上述目标采样点是否同时处于上述目标响应曲线和上述实际响应曲线上；在判断结果指示上述目标采样点同时处于上述目标响应曲线和上述实际响应曲线上的情况下，确定无需对上述目标采样点进行平移处理；在判断结果指示上述目标采样点未同时处于上述目标响应曲线和上述实际响应曲线上的情况下，确定对上述目标采样点进行平移处理。
可选地，在程序运行时控制存储介质所在设备执行以下功能：确定与上述目标采样点对应的平移量；采用上述平移量对上述目标采样点进行平移处理。
可选地，在程序运行时控制存储介质所在设备执行以下功能：获取上述目标采样点所处空间矢量的目标矢量作用时间；比较预定比例的上述目标矢量作用时间与最小矢量作用时间的大小，以及上述预定比例的上述目标矢量作用时间与死区时间的大小，得到第一比较结果；在上述第一比较结果指示预定比例的上述目标矢量作用时间大于等于上述死区时间，且预定比例的上述目标矢量作用时间小于上述最小矢量作用时间的情况下，确定上述平移量的取值范围大于等于零且小于目标差值，其中，上述目标差值为上述最小矢量作用时间与预定比例的上述目标矢量作用时间的差值。
可选地，在程序运行时控制存储介质所在设备执行以下功能：获取上述目标采样点所处空间矢量的目标矢量作用时间；比较死区时间与预定比例的上述目标矢量作用时间的大小，得到第二比较结果；在上述第二比较结果指示预定比例的上述目标矢量作用时间大于上述死区时间的情况下，确定上述平移量的取值范围大于等于零且小于目标和值，其中，上述目标和值为硬件响应时间与采样保持时间的和值。
根据本申请实施例，还提供了一种处理器实施例。可选地，在本实施例中，上述处理器用于运行程序，其中，上述程序运行时执行上述任意一种电机相电流的采样方法。
本申请实施例提供了一种设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现以下步骤：确定目标边界区域，其中，上述目标边界区域为无法重构相电流的无效区域中的边界区域；获取上述目标边界区域中的直流母线电流的目标响应曲线，以及上述直流母线电流的目标采样点，其中，上述目标响应曲线为预先预测的电机发送控制信号时上述直流母线电流的响应曲线；依据上述目标响应曲线和上述目标采样点，确定是否对上述目标采样点进行平移处理。
可选地，上述处理器执行程序时，还可以依据上述第一空间矢量和上述第一目标采样点，确定上述第一空间矢量对应的第一非零基本矢量作用时间是否小于最小矢量作用时间；依据上述第二空间矢量和上述第二目标采样点，确定上述第二空间矢量对应的第二非零基本矢量作用时间是否小于最小矢量作用时间；在确定上述第一非零基本矢量作用时间小于上述最小矢量作用时间的情况下，确定对上述第一目标采样点进行平移处理，或在确定上述第二非零基本矢量作用时间小于上述最小矢量作用时间的情况下，确定对上述第二目标采样点进行平移处理。
可选地，上述处理器执行程序时，还可以获取上述目标边界区域中的直流母线电流的实际响应曲线，其中，上述实际响应曲线为上述电机在实际发送上述控制信号时上述直流母线电流的响应曲线。
可选地，上述处理器执行程序时，还可以判断上述目标采样点是否同时处于上述目标响应曲线和上述实际响应曲线上；在判断结果指示上述目标采样点同时处于上述目标响应曲线和上述实际响应曲线上的情况下，确定无需对上述目标采样点进行平移处理；在判断结果指示上述目标采样点未同时处于上述目标响应曲线和上述实际响应曲线上的情况下，确定对上述目标采样点进行平移处理。
可选地，上述处理器执行程序时，还可以确定与上述目标采样点对应的平移量；采用上述平移量对上述目标采样点进行平移处理。
可选地，上述处理器执行程序时，还可以获取上述目标采样点所处空间矢量的目标矢量作用时间；比较预定比例的上述目标矢量作用时间与最小矢量作用时间的大小，以及上述预定比例的上述目标矢量作用时间与死区时间的大小，得到第一比较结果；在上述第一比较结果指示预定比例的上述目标矢量作用时间大于等于上述死区时间，且预定比例的上述目标矢量作用时间小于上述最小矢量作用时间的情况下，确定上述平移量的取值范围大于等于零且小于目标差值，其中，上述目标差值为上述最小矢量作用时间与预定比例的上述目标矢量作用时间的差值。
可选地，上述处理器执行程序时，还可以获取上述目标采样点所处空间矢量的目标矢量作用时间；比较死区时间与预定比例的上述目标矢量作用时间的大小，得到第二比较结果；在上述第二比较结果指示预定比例的上述目标矢量作用时间大于上述死区时间的情况下，确定上述平移量的取值范围大于等于零且小于目标和值，其中，上述目标和值为硬件响应时间与采样保持时间的和值。
本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：确定目标边界区域，其中，上述目标边界区域为无法重构相电流的无效区域中的边界区域；获取上述目标边界区域中的直流母线电流的目标响应曲线，以及上述直流母线电流的目标采样点，其中，上述目标响应曲线为预先预测的电机发送控制信号时上述直流母线电流的响应曲线；依据上述目标响应曲线和上述目标采样点，确定是否对上述目标采样点进行平移处理。
可选地，上述计算机程序产品执行程序时，还可以依据上述第一空间矢量和上述第一目标采样点，确定上述第一空间矢量对应的第一非零基本矢量作用时间是否小于最小矢量作用时间；依据上述第二空间矢量和上述第二目标采样点，确定上述第二空间矢量对应的第二非零基本矢量作用时间是否小于最小矢量作用时间；在确定上述第一非零基本矢量作用时间小于上述最小矢量作用时间的情况下，确定对上述第一目标采样点进行平移处理，或在确定上述第二非零基本矢量作用时间小于上述最小矢量作用时间的情况下，确定对上述第二目标采样点进行平移处理。
可选地，上述计算机程序产品执行程序时，还可以获取上述目标边界区域中的直流母线电流的实际响应曲线，其中，上述实际响应曲线为上述电机在实际发送上述控制信号时上述直流母线电流的响应曲线。
可选地，上述计算机程序产品执行程序时，还可以判断上述目标采样点是否同时处于上述目标响应曲线和上述实际响应曲线上；在判断结果指示上述目标采样点同时处于上述目标响应曲线和上述实际响应曲线上的情况下，确定无需对上述目标采样点进行平移处理；在判断结果指示上述目标采样点未同时处于上述目标响应曲线和上述实际响应曲线上的情况下，确定对上述目标采样点进行平移处理。
可选地，上述计算机程序产品执行程序时，还可以确定与上述目标采样点对应的平移量；采用上述平移量对上述目标采样点进行平移处理。
可选地，上述计算机程序产品执行程序时，还可以获取上述目标采样点所处空间矢量的目标矢量作用时间；比较预定比例的上述目标矢量作用时间与最小矢量作用时间的大小，以及上述预定比例的上述目标矢量作用时间与死区时间的大小，得到第一比较结果；在上述第一比较结果指示预定比例的上述目标矢量作用时间大于等于上述死区时间，且预定比例的上述目标矢量作用时间小于上述最小矢量作用时间的情况下，确定上述平移量的取值范围大于等于零且小于目标差值，其中，上述目标差值为上述最小矢量作用时间与预定比例的上述目标矢量作用时间的差值。
可选地，上述计算机程序产品执行程序时，还可以获取上述目标采样点所处空间矢量的目标矢量作用时间；比较死区时间与预定比例的上述目标矢量作用时间的大小，得到第二比较结果；在上述第二比较结果指示预定比例的上述目标矢量作用时间大于上述死区时间的情况下，确定上述平移量的取值范围大于等于零且小于目标和值，其中，上述目标和值为硬件响应时间与采样保持时间的和值。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的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，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，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或者该技术方案的全部或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(可为个人计算机、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步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种电机相电流的采样方法，其特征在于，包括：
确定目标边界区域，其中，所述目标边界区域为无法重构相电流的无效区域中的边界区域；
获取所述目标边界区域中的直流母线电流的目标响应曲线，以及所述直流母线电流的目标采样点，其中，所述目标响应曲线为预先预测的电机发送控制信号时所述直流母线电流的响应曲线，所述目标响应曲线包括：第一空间矢量和第二空间矢量，所述目标采样点包括：所述第一空间矢量中的第一目标采样点，以及所述第二空间矢量中的第二目标采样点；
依据所述第一空间矢量和所述第一目标采样点，比较所述第一空间矢量对应的第一非零基本矢量作用时间和最小矢量作用时间，确定是否对所述第一目标采样点进行平移处理，以及依据所述第二空间矢量和所述第二目标采样点，比较所述第二空间矢量对应的第二非零基本矢量作用时间和最小矢量作用时间，确定是否对所述第二目标采样点进行平移处理。
2.根据权利要求1所述的采样方法，其特征在于，包括：
依据所述第一空间矢量和所述第一目标采样点，确定所述第一空间矢量对应的第一非零基本矢量作用时间是否小于最小矢量作用时间；
依据所述第二空间矢量和所述第二目标采样点，确定所述第二空间矢量对应的第二非零基本矢量作用时间是否小于最小矢量作用时间；
在确定所述第一非零基本矢量作用时间小于所述最小矢量作用时间的情况下，确定对所述第一目标采样点进行平移处理，或在确定所述第二非零基本矢量作用时间小于所述最小矢量作用时间的情况下，确定对所述第二目标采样点进行平移处理。
3.根据权利要求1所述的采样方法，其特征在于，依据所述目标响应曲线和所述目标采样点，确定是否对所述目标采样点进行平移处理之前，所述方法还包括：
获取所述目标边界区域中的直流母线电流的实际响应曲线，其中，所述实际响应曲线为所述电机在实际发送所述控制信号时所述直流母线电流的响应曲线。
4.一种电机相电流的采样方法，其特征在于，包括：
确定目标边界区域，其中，所述目标边界区域为无法重构相电流的无效区域中的边界区域；
获取所述目标边界区域中的直流母线电流的目标响应曲线和实际响应曲线，以及所述直流母线电流的目标采样点，其中，所述目标响应曲线为预先预测的电机发送控制信号时所述直流母线电流的响应曲线，所述实际响应曲线为所述电机在实际发送所述控制信号时所述直流母线电流的响应曲线；
判断所述目标采样点是否同时处于所述目标响应曲线和所述实际响应曲线上；
在判断结果指示所述目标采样点同时处于所述目标响应曲线和所述实际响应曲线上的情况下，确定无需对所述目标采样点进行平移处理；
在判断结果指示所述目标采样点未同时处于所述目标响应曲线和所述实际响应曲线上的情况下，确定对所述目标采样点进行平移处理。
5.根据权利要求4所述的采样方法，其特征在于，在确定对所述目标采样点进行平移处理之后，所述方法还包括：
确定与所述目标采样点对应的平移量；
采用所述平移量对所述目标采样点进行平移处理。
6.根据权利要求5所述的采样方法，其特征在于，确定与所述目标采样点对应的平移量，包括：
获取所述目标采样点所处空间矢量的目标矢量作用时间；
比较预定比例的所述目标矢量作用时间与最小矢量作用时间的大小，以及所述预定比例的所述目标矢量作用时间与死区时间的大小，得到第一比较结果；
在所述第一比较结果指示预定比例的所述目标矢量作用时间大于等于所述死区时间，且预定比例的所述目标矢量作用时间小于所述最小矢量作用时间的情况下，确定所述平移量的取值范围大于等于零且小于目标差值，其中，所述目标差值为所述最小矢量作用时间与预定比例的所述目标矢量作用时间的差值。
7.根据权利要求5所述的采样方法，其特征在于，确定与所述目标采样点对应的平移量，包括：
获取所述目标采样点所处空间矢量的目标矢量作用时间；
比较死区时间与预定比例的所述目标矢量作用时间的大小，得到第二比较结果；
在所述第二比较结果指示预定比例的所述目标矢量作用时间大于所述死区时间的情况下，确定所述平移量的取值范围大于等于零且小于目标和值，其中，所述目标和值为硬件响应时间与采样保持时间的和值。
8.根据权利要求6所述的采样方法，其特征在于，最小矢量作用时间包括：死区时间、硬件响应时间和采样保持时间。
9.一种电机相电流的采样装置，其特征在于，包括：
确定模块，用于确定目标边界区域，其中，所述目标边界区域为无法重构相电流的无效区域中的边界区域；
获取模块，用于获取所述目标边界区域中的直流母线电流的目标响应曲线，以及所述直流母线电流的目标采样点，其中，所述目标响应曲线为预先预测的电机发送控制信号时所述直流母线电流的响应曲线，所述目标响应曲线包括：第一空间矢量和第二空间矢量，所述目标采样点包括：所述第一空间矢量中的第一目标采样点，以及所述第二空间矢量中的第二目标采样点；
确定模块，用于依据所述第一空间矢量和所述第一目标采样点，比较所述第一空间矢量对应的第一非零基本矢量作用时间和最小矢量作用时间，确定是否对所述第一目标采样点进行平移处理，以及依据所述第二空间矢量和所述第二目标采样点，比较所述第二空间矢量对应的第二非零基本矢量作用时间和最小矢量作用时间，确定是否对所述第二目标采样点进行平移处理。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至3中任意一项所述的电机相电流的采样方法，以及在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求4至8中任意一项所述的电机相电流的采样方法。
11.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至3中任意一项所述的电机相电流的采样方法，以及所述程序运行时执行权利要求4至8中任意一项所述的电机相电流的采样方法。
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