CN111917351A - 一种电机无感控制的角度补偿方法及电机控制器 - Google Patents

一种电机无感控制的角度补偿方法及电机控制器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电机控制技术领域，公开一种电机无感控制的角度补偿方法及电机控制器，通过在初始补偿角的基础上扩展出分布于初始补偿角两端的至少两个扩展补偿角，将初始补偿角及扩展补偿角分别用于补偿电机转子的预测角，并获取初始补偿角及至少两个扩展补偿角分别补偿电机转子的预测角时的最小输出功率，并以最小输出功率时对应的补偿角作为当前角度补偿周期的下一角度补偿周期的初始补偿角，进而获取出电机在不同转速时的最佳补偿角，从而提高电机控制系统的稳定性，减小了系统功耗。

Description

一种电机无感控制的角度补偿方法及电机控制器
技术领域
本发明涉及电机控制技术领域，特别是涉及一种电机无感控制的角度补偿方法及电机控制器。
背景技术
永磁同步电机(PMSM)是一种常用的三相同步交流电机，具有高效率、高功率密度等特点。永磁同步电机(PMSM)的控制通常采用磁场定向控制(FOC)方式，而FOC控制的关键是转子位置的测量，测转子位置最常用的方式有两种，一种是靠位置传感器测量，即有感定位，另一种是无位置传感器测量，即无感定位，无位置传感器的PMSM控制系统由于其系统结构简单、可靠性高等优势得到广泛的应用。
无感定位利用观测器对转子位置进行估算，其中，利用滑膜观测器设计的控制算法中，由于将得到的转子位置进行了滤波处理而导致转子位置存在一定的角度延时，因此需要对该转子位置进行角度补偿。
现有技术中，一般采用固定的90°角用于作为转子位置的补偿角，然而，电机转子位置的最佳补偿角度和电机转速成非线性的关系，若采用固定角度进行补偿时，由于该固定角并非为电机的最佳补偿角度而影响电机控制系统的稳定性，并会增加系统的功耗。
发明内容
本发明实施例的一个目的旨在提供一种电机无感控制的角度补偿方法及电机控制器，其能够提高电机控制系统的稳定性，并减小系统功耗。
为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供一种电机无感控制的角度补偿方法，所述方法包括：
获取当前角度补偿周期中观测器的初始补偿角，并根据所述初始补偿角及预设步长获取至少两个扩展补偿角，其中，所述至少两个扩展补偿角分别分布于所述初始补偿角的两端，所述观测器用于估测电机转子的位置；
将所述初始补偿角及所述扩展补偿角分别用于补偿所述电机转子的预测角，得到所述电机转子的至少三个转子估算角，其中，所述电机转子的预测角为对所述观测器估测得到的所述电机转子的角度；
根据所述电机分别在所述至少三个转子估算角时的输出功率，获取出最小输出功率时对应的补偿角，将所述最小输出功率时对应的补偿角作为所述当前角度补偿周期的下一角度补偿周期的初始补偿角，执行所述将所述初始补偿角及所述扩展补偿角分别用于补偿所述电机转子的预测角，得到所述电机转子的至少三个转子估算角的步骤，以得到所述观测器在各角度补偿周期的最佳补偿角。
可选地，所述方法还包括：
在所述电机上电时，获取预设补偿角以作为所述观测器的初始补偿角。
可选地，所述预设补偿角的取值为45°～60°中任一整数。
可选地，所述根据所述初始补偿角及预设步长获取至少两个扩展补偿角，包括：
分别在所述初始补偿角的基础上累加N倍的所述预设步长和/或减去N倍的所述预设步长，得到至少两个扩展补偿角，其中，N为大于0的自然数。
可选地，所述N的取值为1。
可选地，所述方法还包括：
采样当前角度补偿周期内电机定子的α相电流和β相电流，以根据所述α相电流和所述β相电流获取所述当前角度补偿周期内的α相电动势和β相电动势；
根据所述α相电流、所述β相电流、α相电动势及β相电动势获取所述当前角度补偿周期内的反电动势信号，并通过所述反电动势信号的反正切函数得到所述当前角度补偿周期内所述电机转子的预测角。
第二方面，本发明实施例提供一种电机无感控制的角度补偿装置，所述方法包括：
补偿角获取模块，用于获取当前角度补偿周期中观测器的初始补偿角，并根据所述初始补偿角及预设步长获取至少两个扩展补偿角，其中，所述至少两个扩展补偿角分别分布于所述初始补偿角的两端，所述观测器用于估测电机转子的位置；
估算角获取模块，用于将所述初始补偿角及所述扩展补偿角分别用于补偿所述电机转子的预测角，得到所述电机转子的至少三个转子估算角，其中，所述电机转子的预测角为对所述观测器估测得到的所述电机转子的角度；
最佳补偿角生成模块，用于根据所述电机分别在所述至少三个转子估算角时的输出功率，获取出最小输出功率时对应的补偿角，将所述最小输出功率时对应的补偿角作为所述当前角度补偿周期的下一角度补偿周期的初始补偿角，执行所述将所述初始补偿角及所述扩展补偿角分别用于补偿所述电机转子的预测角，得到所述电机转子的至少三个转子估算角的步骤，以得到所述观测器在各角度补偿周期的最佳补偿角。
第三方面，本发明实施例提供一种电机控制器，用于控制电机运转，所述电机控制器包括：
至少一个处理器；以及
存储装置，所述存储装置与所述一个或多个处理器通信连接，所述存储装置上存储有一个或多个程序，所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，以使所述一个或多个处理器能够执行如上述任一项所述的电机无感控制的角度补偿方法。
第四方面，本发明实施例提供一种电机控制系统，所述系统包括电机及用于控制所述电机运行的电机控制器，所述电机控制器为上述所述的电机控制器。
第五方面，本发明实施例提供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存储有计算机可执行程序，当所述计算机可执行程序被处理器执行时，使所述计算机执行如上述任一项所述的电机无感控制的角度补偿方法。
相对于传统技术，在本发明各实施例提供的电机无感控制的角度补偿方法及电机控制器，通过在初始补偿角的基础上扩展出分布于所述初始补偿角两端的至少两个扩展补偿角，将所述初始补偿角及所述扩展补偿角分别用于补偿所述电机转子的预测角，并获取所述初始补偿角及所述至少两个扩展补偿角分别补偿所述电机转子的预测角时的最小输出功率，并以最小输出功率时对应的补偿角作为所述当前角度补偿周期的下一角度补偿周期的初始补偿角，进而获取出所述电机在不同转速时的最佳补偿角，从而提高电机控制系统的稳定性，减小了系统功耗。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1为本发明实施例提供的一种电机控制系统的结构框图；
图2为本发明实施例提供的一种电机控制的结构框图；
图3为本发明实施例提供的一种电机无感控制的角度补偿方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的输出功率与补偿角的曲线示意图；
图5为本发明实施例提供的电机控制流程示意图；
图6为本发明实施例提供的一种电机无感控制的角度补偿装置的结构示意图。
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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。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。
无位置传感器的PMSM控制系统利用观测器对其转子位置进行估算，其中，常用的观测器包括自适应观测器、全阶状态观测器、滑膜观测器及卡尔曼滤波器，其中，由于所述滑膜观测器利用滑膜变结构对参数扰动具有较强鲁棒性，因此，将滑膜变结构应用于普通状态观测器的控制回路中，从而，系统在一定条件下沿规定的状态轨迹做小幅度、高频率的滑膜运动，使得状态的运动点在相平面上小幅运动，最终达到稳定点。
请参阅图1，本发明实施例提供一种PMSM无传感器的FOC控制系统，系统100包括PMSM10及电机控制器20，其中，所述电机控制器20与所述PMSM10电连，所述电机控制器20用于控制所述PMSM10运行。
具体的，所述PMSM10是一种常用的三相同步交流电机，由永磁体作为转子产生同步旋转磁场,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。其中，永磁同步电机根据结构可分为表贴式永磁同步电机和内置式永磁同步电机。在本发明实施例中，所述PMSM10包括但不限于是表贴式永磁同步电机或内置式永磁同步电机中的一种。在其他实施例中，所述PMSM10还可以是能完成无感控制的角度补偿等相应功能的其他电机，均在本发明实施例的保护范围。
所述电机控制器20用于控制所述PMSM10运行，包括控制所述PMSM10执行下述实施例中的电机无感控制的角度补偿方法。请参阅图2，所述电机控制器20包括PI控制器21、第一坐标逆变换器22、第二坐标逆变换器23、三相逆变器24、第一坐标变换器25、第二坐标变换器26及滑膜观测器27，其中，所述PI控制器21、所述第一坐标逆变换器22、所述第二坐标逆变换器23、所述三相逆变器24、所述第一坐标变换器25、所述第二坐标变换器26及所述滑膜观测器27均为软件算法模块，无需实体硬件模块的支持。
所述PI控制器21的输入端输入多个控制量，输出端连接所述第一坐标逆变换器22的第一端，所述PI控制器21对闭环控制中的误差信号进行响应，并对控制量进行调节，以获得期望的系统响应。其中，被控参数可以是任意可测系统量，例如转速、转矩或磁通。在本实施例中，所述PI控制器21包括三个PI控制环，用于分别控制相互影响的三个变量，所述三个变量分别为转子转速、转子磁通及转子转矩，任一所述PI控制环包括减法器及积分分离PI调节器。其中，转子转速的PI控制环用于根据参考转速ωREF和实际转速ω计算输出q轴参考电流IQREF；转子转矩的PI控制环用于根据参考电流IQREF及q轴反馈电流信号Iq计算q轴电压UQ；转子磁通的PI控制环用于根据参考电流IDREF及d轴反馈电流信号Id计算d轴电压UD。
所述第一坐标逆变换器22的第一端连接所述PI控制器21的输出端，第二端连接所述第二坐标逆变换器23的第一端，所述第一坐标逆变换器22用于将dq坐标系的UD和UQ电压信号变换成αβ坐标系的Uα和Uβ电压信号。
所述第二坐标逆变换器23的第一端连接所述第一坐标逆变换器22的第二端，第二端连接所述三相逆变器24的第一端，所述第二坐标逆变换器23用于将αβ坐标系中α轴的电压分量Uα和β轴的电压分量Uβ变换成U相、V相及W相的电压信号。
在本发明实施例中，所述第一坐标逆变换器22及所述第二坐标逆变换器23即分别为无感FOC控制中的Park逆变换及Clarke逆变换。
所述三相逆变器24的第一端连接所述第二坐标逆变换器23的第二端，第二端连接所述电机10，所述三相逆变器24用于根据U相、V相及W相的电压信号得到控制所述电机10的定子三相对称绕组的实际驱动电流，以驱动所述电机10运行。
所述三相逆变器24与所述电机10之间设置有电流传感器(未示出)，用于自动采样电机在运行时的相电流Ia和Ib，在一些实施例中，相电流Ic可以电流传感器采集得到，或者，通过基尔霍夫原理计算获得。
所述第一坐标变换器25的第一端连接所述三相逆变器24的第二端，第二端连接所述第二坐标变换器26，所述第一坐标变换器25用于将相电流Ia、Ib及Ic变换成αβ垂直旋转坐标轴的Iα和Iβ电流信号。
所述第二坐标变换器26的第一端连接所述第一坐标变换器25的第二端，第二端连接所述PI控制器21，所述第二坐标变换器26用于将αβ坐标系中α轴的定子电流分量Iα和β轴的定子电流分量Iβ转换成dq坐标系中d轴反馈电流信号ID和q轴反馈电流信号IQ。
在本发明实施例中，所述第一坐标变换器25及所述第二坐标变换器26即分别为无感FOC控制中的Clarke变换及Park变换。
所述滑膜观测器27的输入端连接所述第一坐标变换器25的第二端，所述滑膜观测器27的输入端接收所述第一坐标变换器25转换出的αβ坐标系中α轴的定子电流分量Iα和β轴的定子电流分量Iβ。所述滑膜观测器27的第一输出端连接所述PI控制器21，用于向所述PI控制器21输出估算的电机实际转速ω；所述滑膜观测器27的第二输出端连接所述第一坐标逆变换器22的第一端，用于向所述第一坐标逆变换器22输出估算的电机转子估算角θ。所述滑膜观测器27用于将Vα、Vβ、Iα及Iβ输入电机估算模型以估算出所述电机的转子估算角θ和实际转速ω，其中，Vα和Vβ分别为αβ坐标系下α轴与β轴的定子电压分量。
所述滑膜观测器27是一类动态系统，其根据外部变量的实测值(例如本实施例的Vα、Vβ、Iα及Iβ)得到状态变量估算值(例如本实施例的转子估算角θ和实际转速ω)，从而实现状态重构。具体的，所述滑膜观测器27包括电机估算模型、电流观测器、反电动势估算模型及速度估算模型，首先，将所述Vα电压分量及所述Vβ电压分量输入所述电机估算模型，以估算出所述电机的相电流is *。接着，在所述电流观测器中，将所述电机的测量电流与估算出的所述电机的相电流进行校正，从而输出校正因子Z。然后，在所述反电动势估算模型中，通过对所述校正因子Z来估算反电动势es *，并将所述反电动势es *反馈至所述电机估算模型，以在每个电机控制周期之后更新所述估算反电动势；同时，在αβ坐标系中，所述反电动势es *在α轴的反电动势分量eα和β轴的反电动势分量eβ与所述电机转子的预测角θ*之间满足三角函数的关系，因此，将所述α轴的反电动势分量eα和β轴的反电动势分量eβ进行反正切运算，即可得到所述电机转子的预测角θ*。最后，将所述电机转子的预测角θ*输入所述速度估算模型以计算出所述电机的实际转速ω。
为了得到较为平滑的信号，在所述滑膜观测器27设置了自适应滤波器，所述自适应滤波器至少包括两个低通滤波器，第一个所述低通滤波器用于过滤电流观测器输出的校正因子Z，进而根据所述校正因子Z估算出反电动势es *；第二个所述低通滤波器用于过滤估算出反电动势es *。
由于上述自适应滤波器在实现时采用了至少两个低通滤波器，使得电机转子的转角产生了相位延时，因此，需要在所述电机转子的预测角θ*进行相位补偿，将补偿后得到的所述电机转子估算角θ用于控制所述电机运行。
需要说明的是，由于在所述滑膜观测器中最佳补偿角度与所述电机的转速成非线性的关系，为了能获取到所述电机在不同转速时的最佳补偿角，在本发明实施例中，还提供一种电机无感控制的角度补偿方法，用于获取出所述电机的最佳补偿角，具体请参看下述电机无感控制的角度补偿方法的实施例的描述。
本发明实施例提供了一种电机无感控制的角度补偿方法，该方法应用于永磁同步电机，其中，所述永磁同步电机按照结构可分为表贴式永磁同步电机和内置式永磁同步电机，需要说明的时，不同的电机只要能完成无感控制的角度补偿的相应功能，均不会影响本发明的保护范围。
可以理解的，所述补偿角度是否为最佳补偿角，需要根据电机的指标来判断。其中，所述电机的指标参数包括电机相电流、电机转速稳定情况及变频器的输出功率等。所述电机在转速一定时，变频器的输出功率越低，则其转速通常越稳定，控制所述电机的效果越好，亦即，FOC控制算法中所述电机转子估算角越精确。因此，在本发明提供的电机无感控制的角度补偿方法中，将所述电机转子的补偿角作为输入信号，所述变频器的输出功率作为输出信号，进而，根据扰动所述输入信号，并观测扰动时所述变频器的最小输出功率，从而获取所述电机在当前转速时的最佳补偿角。
如图3所示，本发明实施例一种电机无感控制的角度补偿方法，其能够被电机控制器执行，所述方法包括：
S31、获取当前角度补偿周期中观测器的初始补偿角，并根据所述初始补偿角及预设步长获取至少两个扩展补偿角；
补偿周期是指将多次控制所述电机工作作为所述电机角度补偿的观测周期，在该补偿周期内，通过改变控制所述电机工作的控制参数，以获取所述电机的状态变化。
所述初始补偿角及所述至少两个扩展补偿角分别用于补偿电机控制时所述观测器中由于使用低通滤波器而产生的相位延迟，所述观测器用于估测电机转子的位置。
其中，所述至少两个扩展补偿角分别分布于所述初始补偿角的两端，在本发明实施例中，所述至少两个扩展补偿角为在所述初始补偿角的基础上结合预设步长得到，可以理解的，所述预设步长为所述电机在一个控制脉冲驱动下所转过的角度。所述至少两个扩展补偿角分别分布于所述初始补偿角的两端是指，所述至少两个扩展补偿角中至少有一个所述扩展补偿角大于所述初始补偿角，且所述至少两个扩展补偿角中至少有一个所述扩展补偿角小于所述初始补偿角。
于是，在一些实施例中，分别在所述初始补偿角的基础上累加N倍的所述预设步长和/或减去N倍的所述预设步长，得到至少两个扩展补偿角，其中，N为大于0的自然数。
为了提高所述电机运行的稳定性，防止控制所述电机运行时的功率变化幅度过大，在其他实施例中，将所述N取值为1。
可以理解的，在所述电机初上电时，获取预设补偿角以作为所述观测器的初始补偿角。
在又一些实施例中，所述预设补偿角的取值为45°～60°中任一整数。优选的，所述预设补偿角的取值为60°。
在本实施例中，以两个扩展补偿角为例，说明根据所述初始补偿角及预设步长获取至少两个扩展补偿角的过程。假设所述预设补偿角为60°，所述预设步长为3°，且所述N＝1时，将获取的所述预设补偿角用于作为所述观测器的初始补偿角，于是，所述初始补偿角
Figure BDA0002608271850000111
为60°；那么，在所述初始补偿角的基础上结合所述预设步长后，得到的第一扩展补偿角
Figure BDA0002608271850000112
为60°+3°＝63°，第二扩展补偿角
Figure BDA0002608271850000113
为60°-3°＝57°。
应该说明的是，当所述扩展补偿角的数量大于两个时，只需通过调整N的取值，即可获得两个以上的扩展补偿角，具体可参照上述获取两个扩展补偿角的过程，在此不再一一赘述。
S32、将所述初始补偿角及所述扩展补偿角分别用于补偿所述电机转子的预测角，得到所述电机转子的至少三个转子估算角；
其中，所述电机转子的预测角θ*为所述观测器根据所述电机的相电流估算得到的所述电机转子的角度。所述补偿是指将所述电机转子的预测角θ*与所述初始补偿角
Figure BDA0002608271850000114
或所述扩展补偿角(
Figure BDA0002608271850000115
或
Figure BDA0002608271850000116
)相加，将相加后得到的角度作为所述电机转子估算角θ，所述电机转子估算角θ用于控制所述电机运行。
具体的，通过如下方式获取所述电机转子的预测角θ*：
采样当前角度补偿周期内电机定子的α相电流、β相电流，以根据所述α相电流、β相电流获取所述当前角度补偿周期内的α相电动势、β相电动势；根据所述α相电流、β相电流及α相电动势、β相电动势获取所述当前角度补偿周期内的反电动势信号，并通过所述反电动势信号的反正切函数得到所述当前角度补偿周期内所述电机转子的预测角θ*。
应该说明的是，所述电机转子的预测角θ*的获取过程亦可参看上述滑膜观测器中电机转子的预测角θ*的获取过程，在此不再一一赘述。
S33、根据所述电机分别在所述至少三个转子估算角时的输出功率，获取出最小输出功率时对应的补偿角，将所述最小输出功率时对应的补偿角作为所述当前角度补偿周期的下一角度补偿周期的初始补偿角。
输出功率是指所述电机在单位时间内向外界提供的机械能，所述输出功率与所述电机的相电压信号及相电流信号相关。所述电机根据所述电机控制器输出的驱动信号进行工作，当输出不同驱动信号时，所述电机产生的输出功率不同。
具体的，请参阅图4，当所述电机转子估算角θ中的补偿角为所述初始补偿角
Figure BDA0002608271850000121
时，所述电机的输出功率为P1；当所述电机转子估算角θ中的补偿角为所述第一扩展补偿角
Figure BDA0002608271850000122
时，所述电机的输出功率为P2；当所述电机转子估算角θ中的补偿角为所述第二扩展补偿角
Figure BDA0002608271850000123
时，所述电机的输出功率为P3。其中，用于控制电机旋转角度的所述电机转子估算角θ由于补偿角的不同，从而，所述电机在不同补偿角时，输出功率亦不相同，即，输出功率P1、P2及P3两两之间互不相等。进而，比较出输出功率P1、P2及P3中最小的输出功率值，并将所述最小输出功率时对应的补偿角作为所述当前角度补偿周期的下一角度补偿周期的初始补偿角。
需要说明的，所述电机的输出功率越低时，所述补偿角越接近或等于所述电机在当前转速时的最佳补偿角。在本发明实施例中，通过设置初始补偿角及分布于所述初始补偿角两端的至少两个扩展补偿角，并获取各所述补偿角时所述电机的输出功率，将所述最小输出功率时对应的补偿角作为所述当前角度补偿周期的下一角度补偿周期的初始补偿角，从而，将所述补偿周期的补偿角的取值向所述最佳补偿角靠拢。
可以理解的，所述最小输出功率时对应的补偿角为当前补偿周期中最接近或等于所述最佳补偿角。若要获取所述电机在当前转速时的最佳补偿角，则需执行多个所述补偿周期，直至任一所述补偿周期中获得的所述最小输出功率时对应的补偿角的值不变时，则得到所述电机在当前转速时的最佳补偿角。
为了更清楚的说明所述电机无感控制的角度补偿方法在所述电机控制系统中的应用，请参阅图5，所述电机控制器与所述电机的控制步骤如下：
S51、获取电机运行时的相电流；
S52、输出估算的第一转速及基于初始补偿角补偿时的第一估算角；
S53、基于第一转速和第一估算角控制电机运行；
S54、获取电机根据第一转速和第一估算角控制工作时的相电流；
S55、计算电机的输出功率P1，并输出估算的第二转速及基于第一扩展补偿角补偿时的第二估算角；
S56、基于第二转速和第二估算角控制电机运行；
S57、获取电机根据第二转速和第二估算角控制工作时的相电流；
S58、计算电机的输出功率P2，并输出估算的第三转速及基于第二扩展补偿角补偿时的第三估算角；
S59、基于第三转速和第三估算角控制电机运行；
S510、获取电机根据第三转速和第三估算角控制工作时的相电流；
S511、计算电机的输出功率P3，比较P1、P2及P3的大小关系，将最小的输出功率对应的补偿角迭代初始补偿角后，返回S52步骤。
应该说明的是，上述步骤S52-S511称为所述电机无感控制的角度补偿方法的一个补偿周期。
还应该说明的是，本发明实施例提供的角度补偿方法，自适应能力强，适用于任何转速及负载状况时获取所述电机的最佳补偿角度，且根据上述所述的角度补偿方法，能准确的调整所述补偿角至最佳补偿角。
在本发明实施例中，通过在初始补偿角的基础上扩展出分布于所述初始补偿角两端的至少两个扩展补偿角，将所述初始补偿角及所述扩展补偿角分别用于补偿所述电机转子的预测角，并获取所述初始补偿角及所述至少两个扩展补偿角分别补偿所述电机转子的预测角时的最小输出功率，并以最小输出功率时对应的补偿角作为所述当前角度补偿周期的下一角度补偿周期的初始补偿角，进而获取出所述电机在不同转速时的最佳补偿角，从而提高电机控制系统的稳定性，减小了系统功耗。
请参阅图6，本发明实施例提供一种电机无感控制的角度补偿装置，所述装置600包括：
补偿角获取模块61，用于获取当前角度补偿周期中观测器的初始补偿角，并根据所述初始补偿角及预设步长获取至少两个扩展补偿角，其中，所述至少两个扩展补偿角分别分布于所述初始补偿角的两端，所述观测器用于估测电机转子的位置；
估算角获取模块62，用于将所述初始补偿角及所述扩展补偿角分别用于补偿所述电机转子的预测角，得到所述电机转子的至少三个转子估算角，其中，所述电机转子的预测角为对所述观测器估测得到的所述电机转子的角度；
最佳补偿角生成模块63，用于根据所述电机分别在所述至少三个转子估算角时的输出功率，获取出最小输出功率时对应的补偿角，将所述最小输出功率时对应的补偿角作为所述当前角度补偿周期的下一角度补偿周期的初始补偿角。
在本发明实施例中，通过在初始补偿角的基础上扩展出分布于所述初始补偿角两端的至少两个扩展补偿角，将所述初始补偿角及所述扩展补偿角分别用于补偿所述电机转子的预测角，并获取所述初始补偿角及所述至少两个扩展补偿角分别补偿所述电机转子的预测角时的最小输出功率，并以最小输出功率时对应的补偿角作为所述当前角度补偿周期的下一角度补偿周期的初始补偿角，进而获取出所述电机在不同转速时的最佳补偿角，从而提高电机控制系统的稳定性，减小了系统功耗。
以上所描述的装置或设备实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块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网络模块单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现电机无感控制的角度补偿装置，当然也可以通过硬件实现。并且，由于电机无感控制的角度补偿方法的构思与上述各个实施例所述电机无感控制的角度补偿装置的构思一样，在内容不互相冲突下，电机无感控制的角度补偿装置的实施例可以引用上述各个实施例的内容，在此不赘述。
本发明实施例提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，例如，执行以上描述的图3的方法步骤。
本发明实施例提供了一种计算机程序产品，包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行上述任意方法实施例中的本体构建方法，例如，执行以上描述的图3的方法步骤。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电机无感控制的角度补偿方法，其特征在于，所述方法包括：
获取当前角度补偿周期中观测器的初始补偿角，并根据所述初始补偿角及预设步长获取至少两个扩展补偿角，其中，所述至少两个扩展补偿角分别分布于所述初始补偿角的两端，所述观测器用于估测电机转子的位置；
将所述初始补偿角及所述扩展补偿角分别用于补偿所述电机转子的预测角，得到所述电机转子的至少三个转子估算角，其中，所述电机转子的预测角为对所述观测器估测得到的所述电机转子的角度；
根据所述电机分别在所述至少三个转子估算角时的输出功率，获取出最小输出功率时对应的补偿角，将所述最小输出功率时对应的补偿角作为所述当前角度补偿周期的下一角度补偿周期的初始补偿角，执行所述将所述初始补偿角及所述扩展补偿角分别用于补偿所述电机转子的预测角，得到所述电机转子的至少三个转子估算角的步骤，以得到所述观测器在各角度补偿周期的最佳补偿角。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述电机上电时，获取预设补偿角以作为所述观测器的初始补偿角。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设补偿角的取值为45°～60°中任一整数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始补偿角及预设步长获取至少两个扩展补偿角，包括：
分别在所述初始补偿角的基础上累加N倍的所述预设步长和/或减去N倍的所述预设步长，得到至少两个扩展补偿角，其中，N为大于0的自然数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述N的取值为1。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
采样当前角度补偿周期内电机定子的α相电流和β相电流，以根据所述α相电流和所述β相电流获取所述当前角度补偿周期内的α相电动势和β相电动势；
根据所述α相电流、所述β相电流、α相电动势及β相电动势获取所述当前角度补偿周期内的反电动势信号，并通过所述反电动势信号的反正切函数得到所述当前角度补偿周期内所述电机转子的预测角。
7.一种电机无感控制的角度补偿装置，其特征在于，所述装置包括：
补偿角获取模块，用于获取当前角度补偿周期中观测器的初始补偿角，并根据所述初始补偿角及预设步长获取至少两个扩展补偿角，其中，所述至少两个扩展补偿角分别分布于所述初始补偿角的两端，所述观测器用于估测电机转子的位置；
估算角获取模块，用于将所述初始补偿角及所述扩展补偿角分别用于补偿所述电机转子的预测角，得到所述电机转子的至少三个转子估算角，其中，所述电机转子的预测角为对所述观测器估测得到的所述电机转子的角度；
最佳补偿角生成模块，用于根据所述电机分别在所述至少三个转子估算角时的输出功率，获取出最小输出功率时对应的补偿角，将所述最小输出功率时对应的补偿角作为所述当前角度补偿周期的下一角度补偿周期的初始补偿角，执行所述将所述初始补偿角及所述扩展补偿角分别用于补偿所述电机转子的预测角，得到所述电机转子的至少三个转子估算角的步骤，以得到所述观测器在各角度补偿周期的最佳补偿角。
8.一种电机控制器，用于控制电机运转，其特征在于，所述电机控制器包括：
至少一个处理器；以及
存储装置，所述存储装置与所述一个或多个处理器通信连接，所述存储装置上存储有一个或多个程序，所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，以使所述一个或多个处理器能够执行权利要求1-6中任一项所述的电机无感控制的角度补偿方法。
9.一种电机控制系统，其特征在于，所述系统包括电机及用于控制所述电机运行的电机控制器，所述电机控制器为权利要求8所述的电机控制器。
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存储有计算机可执行程序，当所述计算机可执行程序被处理器执行时，使所述计算机执行如权利要求1-6中任一项所述的电机无感控制的角度补偿方法。
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