CN111614288B - 一种控制方法和控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种控制方法和控制器，所述方法包括：通过采集永磁同步电机的转子位置、电机转速、交轴电流、直轴电流和三路桥臂的脉宽调制占空比，根据电机转速对转子位置进行补偿，进而根据补偿后的转子位置信息计算三相电流，最终使用三相电流和PWM值作为母线电流的计算输入，确定母线电流估计值，对母线电流估计值进行低通滤波后，得到目标母线电流值，从而根据目标母线电流值对永磁同步电机进行控制。本发明所述的控制方法可对三相电流进行任意位置的补偿，在全工况内，无论电机转速为高速和低速，都有较高的估算精度，这使得工程人员可以随时掌握母线电流，进而实现对永磁同步电机精准的控制。

Description

一种控制方法和控制器
技术领域
本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种控制方法和控制器。
背景技术
近年来清洁能源汽车越来越受到大家的关注，其中纯电动汽车的动力主要来源于电机，而永磁同步电机因功率密度大、效率高等特点得到广泛应用。对于永磁同步电机驱动控制器，需要母线电流对当前控制器的状态进行监控，故需要得到当前控制器的母线电流。
通过软件去估算母线电流，可以节省成本提高系统可靠性。目前通过软件去估算母线电流的方法是：在一个开关周期T内，用调整系数λ对三相电流ia，ib，ic在母线中的作用时间ta，tb，tc进行调整，得到ta1＝λta((k-1)T)+(1-λ)ta(kT)；tb1＝λtb((k-1)T)+(1-λ)tb(kT)；tc1＝λtc((k-1)T)+(1-λ)tc(kT)，进而估算的母线电流为：(ta1*ia+tb1*ib+tc1*ic)与周期T的比值。因为ta1/T、tb1/T、tc1/T分别为三路桥臂的PWM(Pulse WidthModulation，脉宽调制)占空比，故该方法实际是对PWM占空比进行补偿。根据该方法，补偿值最大只能是前后一个周期，对于某些工况，该方法容易受到限制，不够灵活，使工程人员不能随时掌握母线电流值，进而导致对电机的控制难度加大。
发明内容
本发明提出一种控制方法，以解决现有的母线电流估算控制方法容易受工况限制，导致对电机的控制难度加大的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种控制方法，所述方法应用于永磁同步电机的控制器，所述方法包括：
采集所述永磁同步电机的转子位置、电机转速、交轴电流、直轴电流和三路桥臂的脉宽调制占空比；
采用所述电机转速，对所述转子位置进行补偿，得到实时转子位置；
根据所述实时转子位置，将所述交轴电流和直轴电流转换为实时三相电流；
根据所述实时三相电流、所述三路桥臂的脉宽调制占空比，确定母线电流估计值；
对所述母线电流估计值进行低通滤波，得到目标母线电流值。
根据所述目标母线电流值对所述永磁同步电机进行控制。
进一步的，所述转子位置为转子旋转角度，所述采用所述电机转速，对所述转子位置进行补偿，得到实时转子位置，包括：
采用所述电机转速，从预设的转子位置信息补偿表中查询所述电机转速对应的转子旋转角度补偿值；所述预设的转子位置信息补偿表中记录有所述电机转速与所述转子旋转角度补偿值的对应关系；
根据所述转子旋转角度补偿值，对所述转子位置进行补偿，得到实时转子位置。
进一步的，所述预设转子位置信息补偿表通过以下步骤获得：
在所述永磁同步电机的转速范围内选取多个测试电机转速；
针对每个测试电机转速，确定所述测试电机转速对应的母线电流实际值和母线电流测试值；
根据所述母线电流实际值和母线电流测试值确定所述预设转子位置信息补偿表。
进一步的，所述根据所述实际母线电流值和所述测试母线电流值确定所述预设转子位置信息补偿表，包括：
计算每个测试电机转速对应的所述母线电流实际值和母线电流测试值的差值；
根据所述差值确定每个测试电机转速对应的所述测试转子位置的补偿值。
进一步的，所述根据所述实时转子位置，将所述交轴电流和直轴电流转换为实时三相电流，包括：
根据所述实时转子位置，将所述交轴电流和所述直轴电流变换为相对定子静止的两相电流；
将所述相对定子静止的两相电流变换为实时三相电流。
进一步的，所述根据所述实时三相电流、所述三路桥臂的脉宽调制占空比，确定母线电流估计值，包括：
对于每路桥臂，计算所述实时三相电流中所述桥臂对应的电流、所述桥臂对应的脉宽调制占空比的乘积；
计算所述三路桥臂对应的所述乘积之和，得到估算的母线电流值。
相对于现有技术，本发明所述的控制方法具有以下优势：
本发明所述的控制方法，通过采集永磁同步电机的转子位置、电机转速、交轴电流、直轴电流和三路桥臂的脉宽调制占空比，根据电机转速对转子位置进行补偿，进而根据补偿后的转子位置信息计算三相电流，最终使用三相电流和PWM值作为母线电流的计算输入，确定母线电流估计值，对母线电流进行低通滤波后，得到目标母线电流值，从而根据目标母线电流值对永磁同步电机进行控制。上述方法可对三相电流进行任意位置的补偿，在全工况内，无论电机转速为高速和低速，都有较高的估算精度，这使得工程人员可以随时掌握母线电流，进而实现对永磁同步电机精准的控制。
本发明的另一目的在于提出控制器，以解决现有的母线电流估算方法容易受工况限制，导致对电机的控制难度加大的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种控制器，所述控制器包括：
采集模块，用于采集所述永磁同步电机的转子位置、电机转速、交轴电流、直轴电流和三路桥臂的脉宽调制占空比；
实时转子位置获取模块，用于采用所述电机转速对所述转子位置进行补偿，得到实时转子位置；
实时三相电流变换模块，用于根据所述实时转子位置，将所述交轴电流和直轴电流转换为实时三相电流；
母线电流估算模块，用于根据所述实时三相电流、所述三路桥臂的脉宽调制占空比，确定母线电流估计值；
低通滤波模块，用于对所述母线电流估计值进行低通滤波，得到目标母线电流值。
控制模块，用于根据所述目标母线电流值对所述永磁同步电机进行控制。
进一步的，所述转子位置为转子旋转角度，所述实时转子位置获取模块，包括：
查询子模块，用于采用所述电机转速，从预设的转子位置信息补偿表中查询所述电机转速对应的转子旋转角度补偿值；所述预设的转子位置信息补偿表中记录有所述电机转速与所述转子旋转角度补偿值的对应关系；
补偿子模块，用于根据所述转子旋转角度补偿值，对所述转子位置进行补偿，得到实时转子位置。
进一步的，所述控制器还包括：
转速选取模块，用于在所述永磁同步电机的转速范围内选取多个测试电机转速；
母线电流确定模块，用于针对每个测试电机转速，确定所述测试电机转速对应的母线电流实际值和母线电流测试值；
补偿值确定模块，用于根据所述测试电机转速对应的所述母线电流实际值和所述母线电流测试值确定对应的转子旋转角度补偿值；
添加模块，用于将所述转子旋转角度补偿值与所述测试电机转速按照对应关系添加至转子位置信息补偿表中。
进一步的，所述补偿值确定模块，包括：
差值计算子模块，用于计算每个测试电机转速对应的所述母线电流实际值和母线电流测试值的差值；
补偿值确定子模块，用于根据所述差值确定每个测试电机转速对应的所述测试转子位置的补偿值。
进一步的，所述实时三相电流变换模块，包括：
第一变换子模块，用于根据所述实时转子位置，将所述交轴电流和所述直轴电流变换为相对定子静止的两相电流；
第二变换子模块，用于将所述相对定子静止的两相电流变换为实时三相电流。
进一步的，所述母线电流估算模块，包括：
乘积计算子模块，用于对于每路桥臂，计算所述实时三相电流中所述桥臂对应的电流、所述桥臂对应的脉宽调制占空比的乘积；
母线电流估算子模块，用于计算所述三路桥臂对应的所述乘积之和，得到估算的母线电流值。
所述控制器与上述控制方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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示出了本发明实施例中所述的控制方法的流程图之一；
图2示出了本发明实施例中所述的控制方法的流程图之二；
图3示出了本发明实施例中所述的三相全桥逆变器电路的示意图；
图4示出了本发明实施例中所述的电压空间矢量关系示意图；
图5示出了本发明实施例中所述的控制器的结构框图之一；
图6示出了本发明实施例中所述的控制器的结构框图之二。
具体实施方式
需要说明的是，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。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图1示出了本发明实施例中所述的控制方法的流程图之一，该方法可以包括：
步骤101、采集所述永磁同步电机的转子位置、电机转速、交轴电流、直轴电流和三路桥臂的脉宽调制占空比。
在本发明实施例中，永磁同步电机是由永磁体励磁产生同步旋转磁场的同步电机，永磁体作为转子产生旋转磁场，三相定子绕组在旋转磁场作用下通过电枢反应，感应三相对称电流。此时转子动能转化为电能，永磁同步电机作发电机用；此外，当定子侧通入三相对称电流，由于三相定子在空间位置上相差120度，所以三相定子电流在空间中产生旋转磁场，转子旋转磁场中受到电磁力作用运动，此时电能转化为动能，永磁同步电机作电动机用。
在普通的三相交流电动机上模拟直流电机转矩的控制规律，磁场定向坐标通过矢量变换，将三相交流电动机的定子电流分解成励磁电流分量和转矩电流分量，并使这两个分量相互垂直，彼此独立，也就是交轴电流和直轴电流。交轴也叫q轴，直轴也叫d轴，他们实际上是坐标轴，而不是实际的轴。在永磁同步电机控制中，为了能够得到类似直流电机的控制特性，在电机转子上建立了一个坐标系，此坐标系与转子同步转动，取转子磁场方向为d轴，垂直于转子磁场方向为q轴。交轴电流和直轴电流可以通过测量工具在电机工作过程中直接读取。
此外，还可以读取当前电机的转子位置、电机转速信息、脉宽调制占空比。转子位置信息可以通过与转子同轴的旋转变压器得到现；电机转速信息则可以通过霍尔开关检测法获取，即在电机转动部分固定一块磁铁，在磁铁运动轨迹的圆周外缘设一霍尔开关，电机转动时霍尔开关周期性感应磁力线，产生脉冲电压，在一定时间内对脉冲进行计数，就可以换算出电机转速。脉宽调制占空比，这里面的脉冲宽度即在一个周期内输出高电平的时间，脉宽调制占空比就是一个脉冲周期内高电平的所整个周期占的比例。三路桥臂的脉宽调制占空比可通过检测器采集高电平作用时间并与电流周期作比得到。
步骤102、采用所述电机转速对所述转子位置进行补偿，得到实时转子位置。
在本发明实施例中，从位置传感器检测到转子位置信息到采集和读取，存在一定的延时，也就是说，读取到的转子位置信息并不是此刻转子的真实位置。而电机转速因为是对脉冲电压进行计数换算的，其不存在延时，所以根据电机转速与转子位置的对应关系，可以对转子位置进行补偿，从而得到实时的转子位置信息。
步骤103、根据所述实时转子位置，将所述交轴电流和直轴电流转换为实时三相电流。
在本发明实施例中，由于是将三相交流电动机的定子电流分解成励磁电流分量和转矩电流分量，并使这两个分量相互垂直，彼此独立，得到交轴电流和直轴电流，那么，以相反的方法，可以根据实时转子位置，将交轴电流和直轴电流转换为实时三相电流。由于实时转子位置是根据电机转速补偿得到的，所以根据实时转子位置，转换得到实时三相电流，也间接实现了对三相电流的补偿。该补偿的实质是因为实际电机控制中存在延时，导致发出脉宽调制信号要过一定周期才能反映到三相电流信号中，所以需要对三相电流信号进行相位补偿。该补偿方式与电流周期没有关系，可对三相电流进行任意位置的补偿，在全工况内，无论电机转速为高速和低速，均可进行补偿。
步骤104、根据所述实时三相电流、所述三路桥臂的脉宽调制占空比，确定母线电流估计值。
在本发明实施例中，对于采取矢量控制的永磁同步电机控制器，三路PWM波控制三个桥壁的开关管动作，分摊在每个桥壁的脉宽调制占空比与三相电流的乘积之和就是当前的母线电流大小。所以，根据前述步骤得到的实时三相电流、三路桥臂的脉宽调制占空比，可以确定母线电流估计值。
步骤105、对所述母线电流估计值进行低通滤波，得到目标母线电流值。
在本发明实施例中，低通滤波(Low-pass filter)是一种信号过滤方式，规则为低频信号能正常通过，而超过设定临界值的高频信号则被阻隔、减弱。但是阻隔、减弱的幅度则会依据不同的频率以及不同的滤波目的而改变。由于估算得到的母线电流值高频点较多，从波形上看，毛刺较多，而正常的母线电流是较为稳定和平滑的，所以在对估算的母线电流进行低通滤波后，得到的目标母线电流值与实际的母线电流值拟合度更高。
步骤106、根据所述目标母线电流值对所述永磁同步电机进行控制。
在本发明实施例中，母线电流可对永磁同步电机驱动的控制器进行监控，从而可以实现对永磁同步电机的控制。估算的母线电流准确度越高，则控制性能越好。
综上所述，本发明实施例提供的控制方法，通过采集永磁同步电机的转子位置、电机转速、交轴电流、直轴电流和三路桥臂的脉宽调制占空比，根据电机转速对转子位置进行补偿，进而根据补偿后的转子位置信息计算三相电流，最终使用三相电流和PWM值作为母线电流的计算输入，确定母线电流估计值，对母线电流进行低通滤波后，得到目标母线电流值，从而根据目标母线电流值对永磁同步电机进行控制。上述方法可对三相电流进行任意位置的补偿，在全工况内，无论电机转速为高速和低速，都有较高的估算精度，这使得工程人员可以随时掌握母线电流，方便了对永磁同步电机进行控制。
图2示出了本发明实施例中所述的控制方法的流程图之二，该方法可以包括：
步骤201、采集所述永磁同步电机的转子位置、电机转速、交轴电流、直轴电流和三路桥臂的脉宽调制占空比。
在本发明实施例中，交轴电流和直轴电流可以通过测量工具在电机工作过程中直接读取，而转子位置信息可以通过与转子同轴的旋转变压器得到；电机转速信息则可以通过霍尔开关检测法获取；三路桥臂的脉宽调制占空比可通过检测器采集高电平作用时间并与电流周期作比得到。
步骤202、采用所述电机转速，从预设的转子位置信息补偿表中查询所述电机转速对应的转子旋转角度补偿值；所述预设的转子位置信息补偿表中记录有所述电机转速与所述转子旋转角度补偿值的对应关系。
在本发明实施例中，从位置传感器检测到转子位置信息到采集和读取，存在一定的延时，也就是说，读取到的转子位置信息并不是此刻转子的真实位置。而电机转速因为是对脉冲电压进行计数换算的，其不存在延时，所以根据电机转速与转子位置的对应关系，可以对转子位置进行补偿，从而得到实时的转子位置信息。具体地，可以从根据获取到的电机转速值，从预设的转子位置信息补偿表中查询该电机转速对应的转子旋转角度补偿值。
进一步的，所述预设转子位置信息补偿表通过下述步骤A1-步骤A3获得：
步骤A1、在所述永磁同步电机的转速范围内选取多个测试电机转速。
具体地，可以在永磁同步电机的全部转速范围内均匀选取多个转速点{W1,W2,W3……Wn}，作为测试电机转速。
步骤A2、针对每个测试电机转速，确定所述测试电机转速对应的母线电流实际值和母线电流测试值。
在具体实现中，可以通过硬件电流传感器采集实际母线电流，并根据预设的母线电流估算公式得到母线电流估计值。具体地，母线电流估算公式可以通过以下推导演算得到：
图3示出了本发明实施例中所述的三相全桥逆变器电路的示意图。
如图3所示，该三相全桥逆变器电路对应三个桥壁A、B、C，该电路总共有6个开关，总共对应8种开关状态，PMSM为永磁同步电机，Udc为施加到永磁同步电机的母线电压。
图4示出了本发明实施例中所述的电压空间矢量关系示意图。
如图4所示，该电路的8种开关状态分别为：U1(001)、U2(010)、U3(011)、U4(100)、U5(101)、U6(110)、U7(111)、U0(000)，共对应有6种矢量空间，即6个扇区。其中U7(111)、U0(000)为零矢量，其余为非零矢量。图4中，任意的电压矢量Us由相邻的两个电压矢量和零矢量合成得到。对于六种非零的开关管状态，每种开关管状态相电流与母线电流Idc对应关系如下表1所示：
表1
A相 B相 C相
U<sub>4</sub>(100) I<sub>dc</sub> -0.5*I<sub>dc</sub> -0.5*I<sub>dc</sub>
U<sub>6</sub>(110) 0.5*I<sub>dc</sub> 0.5*I<sub>dc</sub> -I<sub>dc</sub>
U<sub>2</sub>(010) -0.5*I<sub>dc</sub> I<sub>dc</sub> -0.5*I<sub>dc</sub>
U<sub>3</sub>(011) -I<sub>dc</sub> 0.5*I<sub>dc</sub> 0.5*I<sub>dc</sub>
U<sub>1</sub>(001) -0.5*I<sub>dc</sub> -0.5*I<sub>dc</sub> I<sub>dc</sub>
U<sub>5</sub>(101) 0.5*I<sub>dc</sub> -I<sub>dc</sub> 0.5*I<sub>dc</sub>
例如：对于开关管状态U4(100)，母线电流Idc经过IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)V1流入电机，然后经过IGBT V6和IGBT V2流回电源，所以此状态下，A相电流为：Idc，B相电流为：-0.5*Idc，C相电流为：-0.5*Idc。
表2示出了六个扇区所对应的相邻电压矢量作用时间表。如下：
表2
Figure BDA0002186994610000101
Figure BDA0002186994610000111
表2中，Ia，Ib，Ic分别表示三路桥臂的电流，Ta，Tb，Tc分别为Ia，Ib，Ic在母线中的作用时间。以第一扇区Ⅰ为例，当合成电压矢量位于此扇区时，U4(100)作用时间为：T4＝Ta-Tb，此状态母线电流Idc＝Ia，U6(110)作用时间为：T6＝Tb-Tc，此状态母线电流Idc＝-Ic，那么此扇区内母线电流Idc为：
Idc＝(Ta-Tb)*Ia+(Tb-Tc)*(-Ic) (1)
由于Ia+Ib+Ic＝0，化简(1)式可得：
Idc＝Ta*Ia+Tb*Ib+Tc*Ic (2)
同理可以得出其他扇区内，母线电流与三相电流关系为：
Idc＝dA*IA+dB*IB+dC*IC (3)
因此可得出，式(3)为母线电流的估算公式。其中，dA、dB、dC分别为每路桥臂的脉宽调制占空比，IA、IB、IC分别为每路桥臂的三相电流值。若dA、dB、dC或IA、IB、IC为补偿后的值，则可得到实时的母线电流值。而在本步骤A2中，因未对dA、dB、dC或IA、IB、IC进行补偿，则根据式(3)得到的母线电流值不是实时的。
步骤A3、根据所述母线电流实际值和母线电流测试值确定所述预设转子位置信息补偿表。
在本发明实施例中，根据步骤A3中估算的母线电流值与步骤A2中硬件电流传感器采集到的实际母线电流值，调整转子位置补偿值；并在电机的全部转速范围内调试位置补偿参数，得到不同转速对应的位置补偿值的表格，即预设转子位置信息补偿表。
进一步的，所述步骤A3包括：
步骤A31、计算每个测试电机转速对应的所述母线电流实际值和母线电流测试值的差值。
在本发明实施例中，在每个测试电机转速{W1,W2,W3……Wn}下，根据公式(3)对应计算出了母线电流测试值{M1，M2，M3……Mn}，并通过硬件电流传感器采集到了母线电流实际值{N1，N2，N3……Nn},计算在每个测试电机转速Wn下，对应的Mn与Nn的差值。
步骤A32、根据所述差值确定每个测试电机转速对应的所述测试转子位置的补偿值。
在本发明实施例中，在不同的测试电机转速下，给定不同的扭矩指令，根据母线电流实际值和母线电流测试值的差值，调整转子旋转角度补偿值。在电机的转速范围内调试旋转角度补偿值，得到不同测试电机转速对应的测试转子位置的补偿值。
步骤A33、根据所述补偿值与所述测试电机转速生成转子位置信息补偿表。
在本发明实施例中，在永磁同步电机的全部转速范围内，调试位置补偿参数，得到不同转速对应的位置补偿值的表格，即预设转子位置信息补偿表。
步骤203、根据所述转子旋转角度补偿值，对所述转子位置进行补偿，得到实时转子位置。
在本发明实施例中，所述转子位置即为转子旋转角度，对转子位置进行补偿，就是对转子的旋转角度进行补偿。根据转子位置信息补偿表，查得对应的补偿值，若转子旋转角度为θ1，则将该补偿值加到该θ1上，得到实时转子位置θ2。
步骤204、根据所述实时转子位置，将所述交轴电流和所述直轴电流变换为相对定子静止的两相电流。
在本发明实施例中，从相对转子静止两相到相对定子静止的两相的变换可以采用反Park变换的方法。反Park变换是将旋转坐标系下的电流Id、Iq，变换到静止坐标系下的电流Iα、Iβ，反Park变换公式为：
Figure BDA0002186994610000131
其中，公式(4)中的Id、Iq为步骤201中采集到的交轴电流和直轴电流，Iα、Iβ为本步骤中转换得到的相对定子静止的两相电流，因为实时转子位置θ2是补偿后的角度值，所以转换得到的Iα、Iβ为补偿后的两相电流。
步骤205、将所述相对定子静止的两相电流变换为实时三相电流。
在本发明实施例中，将所述相对定子静止的两相电流变换为实时三相电流可以采用反clark变换。反Clark变换是将两相坐标系下的电流IαIβ，变换到三相坐标系下的电流IA、IB、IC，反Clark变换公式为：
Figure BDA0002186994610000132
其中，IA'、IB'、IC'为变换得到的三相电流，因为Iα、Iβ为补偿后的两相电流，则本步骤中得到的三相电流IA'、IB'、IC'为补偿后的三相电流，即实时三相电流。
步骤206、对于每路桥臂，计算所述实时三相电流中所述桥臂对应的电流、所述桥臂对应的脉宽调制占空比的乘积。
在本发明实施例中，将步骤205中计算得到的三相电流值拆分得到三路桥臂中每路桥臂对应的电流IA'、IB'、IC'，将每路桥臂对应的电流IA'、IB'、IC'和步骤201中采集到的对应桥臂的脉宽调制占空比dA，dB，dC相乘，得到dA*IA'，dB*IB'，dC*IC'。
步骤207、计算所述三路桥臂对应的所述乘积之和，得到估算的母线电流值。
在本发明实施例中，将步骤206中的三个乘积相加，得到估算的母线电流值，即：
I＝dA*IA'+dB*IB'+dC*IC' (6)
步骤208、对所述母线电流估计值进行低通滤波，得到目标母线电流值。
在本发明实施例中，低通滤波(Low-pass filter)是一种信号过滤方式，规则为低频信号能正常通过，而超过设定临界值的高频信号则被阻隔、减弱。但是阻隔、减弱的幅度则会依据不同的频率以及不同的滤波目的而改变。由于估算得到的母线电流值高频点较多，波形上的毛刺较多，而正常的母线电流是较为稳定和平滑的，所以在对估算的母线电流进行低通滤波后，得到的目标母线电流值与实际的母线电流值拟合度更高。
步骤209、根据所述目标母线电流值对所述永磁同步电机进行控制。
在本发明实施例中，母线电流可对永磁同步电机驱动的控制器进行监控，从而可以实现对永磁同步电机的控制。估算的母线电流准确度越高，则控制性能越好。
综上所述，本发明实施例提供的控制方法，通过采集永磁同步电机的转子位置、电机转速、交轴电流、直轴电流和三路桥臂的脉宽调制占空比，根据电机转速对转子位置进行补偿，进而根据补偿后的转子位置信息计算三相电流，最终使用三相电流和脉宽调制占空比作为母线电流的计算输入，确定母线电流估计值，对母线电流进行低通滤波后，得到目标母线电流值，从而根据目标母线电流值对永磁同步电机进行控制。上述方法可对三相电流进行任意位置的补偿，在全工况内，无论电机转速为高速和低速，都有较高的估算精度，这使得工程人员可以随时掌握母线电流，进而实现对永磁同步电机精准的控制。
此外，本发明实施例通过在电机的转速范围内选取多个测试电机转速，并计算每个测试电机转速对应的母线电流实际值和母线电流估计值，根据两者的差值确定预设转子位置补偿表，进而可以通过该预设转子位置补偿表对转子位置进行补偿，从而得到实时转子位置，再根据实时转子位置将交轴电流和直轴电流转换为三相电流，从而实现了对三相电流的补偿，再根据补偿后的三相电流可以估算得到精准度较高的母线电流值。采用上述方法简单易行，只需要根据转速标定补偿的角度即可，方便标定，节省时间。
图5示出了本发明实施例中所述的控制器的结构框图之一。所述控制器包括：
采集模块501，用于采集所述永磁同步电机的转子位置、电机转速、交轴电流、直轴电流和三路桥臂的脉宽调制占空比；
实时转子位置获取模块502，用于采用所述电机转速对所述转子位置进行补偿，得到实时转子位置；
实时三相电流变换模块503，用于根据所述实时转子位置，将所述交轴电流和所述直轴电流转换为实时三相电流；
母线电流估算模块504，用于根据所述实时三相电流、所述三路桥臂的脉宽调制占空比，确定母线电流估计值；
低通滤波模块505，用于对所述母线电流估计值进行低通滤波，得到目标母线电流值。
控制模块506，用于根据所述目标母线电流值对所述永磁同步电机进行控制。
本发明实施例提供的控制器，通过采集永磁同步电机的转子位置、电机转速、交轴电流、直轴电流和三路桥臂的脉宽调制占空比，根据电机转速对转子位置进行补偿，进而根据补偿后的转子位置信息计算三相电流，最终使用三相电流和脉宽调制占空比作为母线电流的计算输入，确定母线电流估计值，对母线电流进行低通滤波后，得到目标母线电流值，从而根据目标母线电流值对永磁同步电机进行控制。上述方法可对三相电流进行任意位置的补偿，在全工况内，无论电机转速为高速和低速，都有较高的估算精度，这使得工程人员可以随时掌握母线电流，进而实现对永磁同步电机精准的控制。
在图5的基础上，图6示出了本发明实施例中所述的控制器的结构框图之二。所述控制器600包括：
采集模块601，用于采集所述永磁同步电机的转子位置、电机转速、交轴电流、直轴电流和三路桥臂的脉宽调制占空比；
实时转子位置获取模块602，用于采用所述电机转速对所述转子位置进行补偿，得到实时转子位置；
实时三相电流变换模块603，用于根据所述实时转子位置，将所述交轴电流和所述直轴电流转换为实时三相电流；
母线电流估算模块604，用于根据所述实时三相电流、所述三路桥臂的脉宽调制占空比，确定母线电流估计值；
低通滤波模块605，用于对所述母线电流估计值进行低通滤波，得到目标母线电流值。
控制模块606，用于根据所述目标母线电流值对所述永磁同步电机进行控制。
进一步的，所述转子位置为转子旋转角度，所述实时转子位置获取模块602，包括：
查询子模块6021，用于采用所述电机转速，从预设的转子位置信息补偿表中查询所述电机转速对应的转子旋转角度补偿值；所述预设的转子位置信息补偿表中记录有所述电机转速与所述转子旋转角度补偿值的对应关系；
补偿子模块6022，用于根据所述转子旋转角度补偿值，对所述转子位置进行补偿，得到实时转子位置。
进一步的，所述控制器600还包括：
转速选取模块607，用于在所述永磁同步电机的转速范围内选取多个测试电机转速；
母线电流确定模块608，用于针对每个所述测试电机转速，确定所述测试电机转速对应的母线电流实际值和母线电流测试值；
补偿值确定模块609，用于根据所述测试电机转速对应的所述母线电流实际值和所述母线电流测试值确定对应的转子旋转角度补偿值；
添加模块610，用于将所述转子旋转角度补偿值与所述测试电机转速按照对应关系添加至转子位置信息补偿表中。
进一步的，所述补偿值确定模块609，包括：
差值计算子模块，用于计算每个测试电机转速对应的所述母线电流实际值和母线电流测试值的差值；
补偿值确定子模块，用于根据所述差值确定每个测试电机转速对应的所述测试转子位置的补偿值；
进一步的，所述实时三相电流变换模块603，包括：
第一变换子模块6031，用于根据所述实时转子位置，将所述交轴电流和所述直轴电流变换为相对定子静止的两相电流；
第二变换子模块6032，用于将所述相对定子静止的两相电流变换为实时三相电流。
进一步的，所述母线电流估算模块604，包括：
乘积计算子模块6041，用于对于每路桥臂，计算所述实时三相电流中所述桥臂对应的电流、所述桥臂对应的脉宽调制占空比的乘积；
母线电流估算子模块6042，用于计算所述三路桥臂对应的所述乘积之和，得到估算的母线电流值。
综上所述，本发明实施例提供的控制器，通过采集永磁同步电机的转子位置、电机转速、交轴电流、直轴电流和三路桥臂的脉宽调制占空比，根据电机转速对转子位置进行补偿，进而根据补偿后的转子位置信息计算三相电流，最终使用三相电流和脉宽调制占空比作为母线电流的计算输入，确定母线电流估计值，对母线电流进行低通滤波后，得到目标母线电流值，从而根据目标母线电流值对永磁同步电机进行控制。上述方法可对三相电流进行任意位置的补偿，在全工况内，无论电机转速为高速和低速，都有较高的估算精度，这使得工程人员可以随时掌握母线电流，进而实现对永磁同步电机精准的控制。
此外，本发明实施例的控制器通过在电机的转速范围内选取多个测试电机转速，并计算每个测试电机转速对应的母线电流实际值和母线电流估计值，根据两者的差值确定预设转子位置补偿表，进而可以通过该预设转子位置补偿表对转子位置进行补偿，从而得到实时转子位置，再根据实时转子位置将交轴电流和直轴电流转换为三相电流，从而实现了对三相电流的补偿，再根据补偿后的三相电流可以估算得到精准度较高的母线电流值。采用上述方法简单易行，只需要根据转速标定补偿的角度即可，方便标定，节省时间。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种控制方法，其特征在于，所述方法应用于永磁同步电机的控制器，所述方法包括：
采集所述永磁同步电机的转子位置、电机转速、交轴电流、直轴电流和三路桥臂的脉宽调制占空比；
采用所述电机转速，对所述转子位置进行补偿，得到实时转子位置；
根据所述实时转子位置，将所述交轴电流和所述直轴电流转换为实时三相电流；
根据所述实时三相电流、所述三路桥臂的脉宽调制占空比，确定母线电流估计值；
对所述母线电流估计值进行低通滤波，得到目标母线电流值；
根据所述目标母线电流值对所述永磁同步电机进行控制；所述转子位置为转子旋转角度，所述采用所述电机转速，对所述转子位置进行补偿，得到实时转子位置，包括：
采用所述电机转速，从预设的转子位置信息补偿表中查询所述电机转速对应的转子旋转角度补偿值；所述预设的转子位置信息补偿表中记录有所述电机转速与所述转子旋转角度补偿值的对应关系；
根据所述转子旋转角度补偿值，对所述转子位置进行补偿，得到实时转子位置；
所述预设的转子位置信息补偿表通过以下步骤获得：
在所述永磁同步电机的转速范围内选取多个测试电机转速；
针对每个所述测试电机转速，确定所述测试电机转速对应的母线电流实际值和母线电流测试值；
根据所述测试电机转速对应的所述母线电流实际值和所述母线电流测试值确定对应的转子旋转角度补偿值；
将所述转子旋转角度补偿值与所述测试电机转速按照对应关系添加至转子位置信息补偿表中；
根据所述测试电机转速对应的所述母线电流实际值和所述母线电流测试值，确定对应的转子旋转角度补偿值，包括：
计算每个测试电机转速对应的所述母线电流实际值和母线电流测试值的差值；
根据所述差值确定每个测试电机转速对应的所述转子旋转角度补偿值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述实时转子位置，将所述交轴电流和直轴电流转换为实时三相电流，包括：
根据所述实时转子位置，将所述交轴电流和所述直轴电流变换为相对定子静止的两相电流；
将所述相对定子静止的两相电流变换为实时三相电流。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述实时三相电流、所述三路桥臂的脉宽调制占空比，确定母线电流估计值，包括：
对于每路桥臂，计算所述实时三相电流中所述桥臂对应的电流、所述桥臂对应的脉宽调制占空比的乘积；
计算所述三路桥臂对应的所述乘积之和，得到母线电流估计值。
4.一种控制器，其特征在于，所述控制器包括：
采集模块，用于采集所述永磁同步电机的转子位置、电机转速、交轴电流、直轴电流和三路桥臂的脉宽调制占空比；
实时转子位置获取模块，用于采用所述电机转速，对所述转子位置进行补偿，得到实时转子位置；
实时三相电流变换模块，用于根据所述实时转子位置，将所述交轴电流和所述直轴电流转换为实时三相电流；
母线电流估算模块，用于根据所述实时三相电流、所述三路桥臂的脉宽调制占空比，确定母线电流估计值；
低通滤波模块，用于对所述母线电流估计值进行低通滤波，得到目标母线电流值；
控制模块，用于根据所述目标母线电流值对所述永磁同步电机进行控制；
所述转子位置为转子旋转角度，所述实时转子位置获取模块，包括：
查询子模块，用于采用所述电机转速，从预设的转子位置信息补偿表中查询所述电机转速对应的转子旋转角度补偿值；所述预设的转子位置信息补偿表中记录有所述电机转速与所述转子旋转角度补偿值的对应关系；
补偿子模块，用于根据所述转子旋转角度补偿值，对所述转子位置进行补偿，得到实时转子位置；
转速选取模块，用于在所述永磁同步电机的转速范围内选取多个测试电机转速；
母线电流确定模块，用于针对每个所述测试电机转速，确定所述测试电机转速对应的母线电流实际值和母线电流测试值；
补偿值确定模块，用于根据所述测试电机转速对应的所述母线电流实际值和所述母线电流测试值确定对应的转子旋转角度补偿值；
添加模块，用于将所述转子旋转角度补偿值与所述测试电机转速按照对应关系添加至转子位置信息补偿表中；
所述补偿值确定模块，包括：
差值计算子模块，用于计算每个测试电机转速对应的所述母线电流实际值和母线电流测试值的差值；
补偿值确定子模块，用于根据所述差值确定每个测试电机转速对应的所述转子旋转角度补偿值。
5.根据权利要求4所述的控制器，其特征在于，所述实时三相电流变换模块，包括：
第一变换子模块，用于根据所述实时转子位置，将所述交轴电流和所述直轴电流变换为相对定子静止的两相电流；
第二变换子模块，用于将所述相对定子静止的两相电流变换为实时三相电流。
6.根据权利要求4所述的控制器，其特征在于，所述母线电流估算模块，包括：
乘积计算子模块，用于对于每路桥臂，计算所述实时三相电流中所述桥臂对应的电流、所述桥臂对应的脉宽调制占空比的乘积；
母线电流估算子模块，用于计算所述三路桥臂对应的所述乘积之和，得到母线电流估计值。
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