CN112448642A - 一种电机系统角度误差计算方法、装置及汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电机系统角度误差计算方法、装置及汽车，所述方法包括获取预设时间内的角度信号，角度信号包括第一角度数据；取消第一角度数据的大小限制参数，将第一角度数据延伸得到第二角度数据；提取第二角度数据中的直线分量，计算角度误差；提取角度误差中电频率及电频率倍频的误差分量，误差分量包括一个电周期内连续的角度数据与角度误差的对应关系；根据预设步长，形成一个电周期内预设步长的角度数据与角度误差的对应关系。通过本发明，采集第一角度数据并依序计算生成第二角度数据、角度误差以及误差分量对应关系，根据上述关系对电机系统角度误差进行补偿，解决了可能导致解码出来的角度偏离理论值的问题。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种电机系统角度误差计算方法、装置及汽车。
背景技术
永磁同步电机由于具有功率密度高、转动惯量低、效率高等优点而被广泛地应用于高性能运动控制的应用场合。近年来电动汽车发展非常迅速，而永磁同步电机由于以上优点而在这一领域得到了广泛的应用。
随着全世界对能源问题的日益重视，电机控制器往高效率、高控制性能和高可靠性的发展成为一种趋势。对于车用永磁同步电机系统而言，对高效率与高控制性能的要求更是日趋严格。角度信号的精确程度直接影响到电机系统的效率和控制性能。车用永磁同步电机大多采取旋转变压器进行角度测量，电机控制器采集旋变信号，并对其进行解码得到实际的角度值。由于旋转变压器因自身结构、环境温度、安装精准度等的变化而影响其输出信号，且实际运行中，旋转变压器的励磁信号、以及旋变信号处理电路等会受到电磁干扰的影响，这种种因素都可能导致解码出来的角度偏离理论值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种电机系统角度误差计算方法、装置及汽车，用于解决种种因素都可能导致解码出来的角度偏离理论值的问题。
本发明提供的一种电机系统角度误差计算方法，所述方法包括：
获取预设时间内的角度信号，所述角度信号包括第一角度数据；
取消所述第一角度数据的大小限制参数，将第一角度数据中循环部分首尾相交延伸得到第二角度数据；
提取所述第二角度数据中的直线分量，计算所述直线分量和所述第二角度数据的差值为角度误差；
提取所述角度误差中电频率及所述电频率倍频的误差分量，所述误差分量包括一个电周期内连续的角度数据与角度误差的对应关系；
根据预设步长，形成一个电周期内预设步长的角度数据与所述角度误差的对应关系。
进一步地，在提取所述第二角度数据中的直线分量，计算所述直线分量和所述第二角度数据的差值为角度误差之前包括：
将所述第二角度数据中的非电频率的分量提取出来，从所述第二角度数据中去除。
进一步地，所述方法还包括：
根据输入的角度数据、所述一个电周期内预设步长的角度数据与所述角度误差的对应关系计算所述输入的角度数据对应的角度误差，并利用所述输入的角度数据对应的角度误差对所述电机系统角度误差进行补偿。
本发明提供的一种电机系统角度误差计算装置，所述装置包括：
获取单元，用于获取预设时间内的角度信号，所述角度信号包括第一角度数据；
第一计算单元，用于取消所述第一角度数据的大小限制参数，将第一角度数据中循环部分首尾相交延伸得到第二角度数据；
第二计算单元，用于提取所述第二角度数据中的直线分量，计算所述直线分量和第二角度数据的差值为角度误差；
第三计算单元，用于提取所述角度误差中电频率及所述电频率倍频的误差分量，所述误差分量包括一个电周期内连续的角度数据与角度数据的对应关系；
处理单元，用于根据预设步长，形成一个电周期内预设步长的角度数据和所述角度误差的对应关系。
进一步地，所述装置还包括：
过滤单元，用于将所述第二角度数据中的非电频率的分量提取出来，从所述第二角度数据中去除。
进一步地，所述装置还包括：
补偿单元，用于根据输入的角度数据、所述一个电周期内预设步长的角度数据与所述角度误差的对应关系计算所述输入的角度数据对应的角度误差，并利用所述输入的角度数据对应的角度误差对所述电机系统角度误差进行补偿。
本发明提供的一种汽车，所述汽车包括上述装置。
实施本发明，具有如下有益效果：
通过本发明，采集电机第一角度数据，将第一角度数据首尾相交形成第二角度数据，从所述第二角度数据中提取直线分量，根据所述直线分量和所述第二角度数据计算角度误差，并从角度误差中提取误差分量，形成一个电周期内预设步长的角度数据与角度误差的对应关系，根据输入的角度数据在上述对应关系中查询到对应的角度误差，根据所述角度误差对电机系统角度误差进行补偿，解决了可能导致解码出来的角度偏离理论值问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的电机系统角度误差计算方法的流程图。
图2是本发明实施例提供的电机系统角度误差计算装置的结构图。
图3是本发明实施例提供的一个电周期内连续的角度数据与角度误差的对应关系图。
具体实施方式
本专利通过对采集角度信号进行提取，获得用于补偿电机系统角度误差，以下结合附图和实施例对该具体实施方式做进一步说明。
如图1所示，本发明实施例提供了电机系统角度误差计算方法，所述方法包括：
步骤S11、获取预设时间内的角度信号，所述角度信号包括第一角度数据。
具体地，利用电机控制器软件，根据预设频率采集预设时间内的角度信号，所述角度信号包括第一角度数据。
需要说明的是，因为采集角度信号采用一定频率，获取的第一角度数据从理论上来说是等步长的，可以是0到360度，每次步长为1度；也可以是0到360度，每次步长为30度；因为第一角度数据大小限制为360度，所以第一角度数据循环记载，当然还需要说明的是，这里得到的第一角度数据还包括误差，因此第一角度数据不是等步长的。
步骤S12、取消所述第一角度数据的大小限制参数，将第一角度数据中循环部分首尾相交延伸得到第二角度数据。
在本实施例中，因为第一角度数据的大小限制参数为360，所以第一角度数据记载的数据是循环的，现在要对第一角度数据进行延伸，首先取消所述第一角度数据的大小限制参数，以0度至360度为例，假定步长为1度，第二次出现的1度即延伸为361度，第二个2度延伸为362度，第二个360度延伸为720度，第三个1度延伸为721度，实现第一角度数据中循环部分首尾相交。
步骤S13、提取所述第二角度数据中的直线分量，计算所述直线分量和所述第二角度数据的差值为角度误差。
需要说明的是，这里直线分量就是理论角度值，提取所述第二角度数据中的直线分量可以采用数据拟合的方式。
进一步地，所述步骤S13之前还包括：
将所述第二角度数据中的非电频率的分量提取出来，从所述第二角度数据中去除。
本实施例中非电频率的分量包括机械分量或者其他干扰分量，对于已知频率的可以提取出来，用于减小后续电频率干扰量。
步骤S14、提取所述角度误差中电频率及所述电频率倍频的误差分量，所述误差分量包括一个电周期内连续的角度数据与角度误差的对应关系。
需要说明的是，本步骤通过傅里叶级数或者曲线拟合等方式都可以实现，得到的是一个电周期内连续的角度数据与角度误差的对应关系。具体可以参考图3，图3为连续的曲线，需要注意的是横坐标的单位并不为度，最大值4096可以转换为360度。
步骤S15、根据预设步长，形成一个电周期内预设步长的角度数据与所述角度误差的对应关系。
需要说明的是，步骤S15是利用预设步长，将步骤S14中得到的一个电周期内连续的角度数据和所述角度误差对应关系离散化。
步骤S16、根据输入的角度数据、所述一个电周期内预设步长的角度数据与所述角度误差的对应关系计算所述输入的角度数据对应的角度误差，利用所述输入的角度数据对应的角度误差对所述电机系统角度误差进行补偿。
需要说明的是，根据输入的角度数据可以在一个电周期内预设步长的角度数据与所述角度误差的对应关系中找到相应的角度误差，也可能找不到相应的角度误差，当找不到相应的角度误差时，可以采用近似或者一些数学方法进行处理近似。例如输入的角度为30度，预设步长也为30度，30度对应的角度误差为2，这样输入的角度30度对应的角度误差为2；如果输入的角度为40度，而步长依然为30度，由于40度在30度与60度之间与30度更接近，可以选择30度对应的角度误差2来作为自己对应的角度误差，当然也可以用插值法或者其他方法来进行计算或者近似。
如图2所示，本发明实施例提供了电机系统角度误差计算装置，所述装置包括：
获取单元21，用于获取预设时间内的角度信号，所述角度信号包括第一角度数据；
第一计算单元22，用于取消所述第一角度数据的大小限制参数，将第一角度数据中循环部分首尾相交延伸得到第二角度数据；
第二计算单元23，用于提取所述第二角度数据中的直线分量，计算所述直线分量和第二角度数据的差值为角度误差；
第三计算单元24，用于提取所述角度误差中电频率及所述电频率倍频的误差分量，所述误差分量包括一个电周期内连续的角度数据与角度数据的对应关系；
处理单元25，用于根据预设步长，形成一个电周期内预设步长的角度数据和所述角度误差的对应关系。
进一步地，所述装置还包括：
过滤单元，用于将所述第二角度数据中的非电频率的分量提取出来，从所述第二角度数据中去除。
进一步地，所述装置还包括：
补偿单元，用于根据输入的角度数据、所述一个电周期内预设步长的角度数据与所述角度误差的对应关系计算所述输入的角度数据对应的角度误差，并利用所述输入的角度数据对应的角度误差对所述电机系统角度误差进行补偿。
本发明实施例提供了汽车，所述汽车包括上述装置。
实施本发明，具有如下有益效果：
通过本发明，采集电机第一角度数据，将第一角度数据首尾相交形成第二角度数据，从所述第二角度数据中提取直线分量，根据所述直线分量和所述第二角度数据计算角度误差，并从角度误差中提取误差分量，形成一个电周期内预设步长的角度数据与角度误差的对应关系，根据输入的角度数据在上述对应关系中查询到对应的角度误差，根据所述角度误差对电机系统角度误差进行补偿，解决了可能导致解码出来的角度偏离理论值问题。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种电机系统角度误差计算方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤S11、获取预设时间内的角度信号，所述角度信号包括第一角度数据；
步骤S12、取消所述第一角度数据的大小限制参数，将第一角度数据中循环部分首尾相交延伸得到第二角度数据；
步骤S13、提取所述第二角度数据中的直线分量，计算所述直线分量和所述第二角度数据的差值为角度误差；
步骤S14、提取所述角度误差中电频率及所述电频率倍频的误差分量，所述误差分量包括一个电周期内连续的角度数据与角度误差的对应关系；
步骤S15、根据预设步长，形成一个电周期内预设步长的角度数据与所述角度误差的对应关系。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S13之前还包括：
将所述第二角度数据中的非电频率的分量提取出来，从所述第二角度数据中去除。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据输入的角度数据、所述一个电周期内预设步长的角度数据与所述角度误差的对应关系计算所述输入的角度数据对应的角度误差，并利用所述输入的角度数据对应的角度误差对所述电机系统角度误差进行补偿。
4.一种电机系统角度误差计算装置，其特征在于，所述装置包括：
获取单元，用于获取预设时间内的角度信号，所述角度信号包括第一角度数据；
第一计算单元，用于取消所述第一角度数据的大小限制参数，将第一角度数据中循环部分首尾相交延伸得到第二角度数据；
第二计算单元，用于提取所述第二角度数据中的直线分量，计算所述直线分量和第二角度数据的差值为角度误差；
第三计算单元，用于提取所述角度误差中电频率及所述电频率倍频的误差分量，所述误差分量包括一个电周期内连续的角度数据与角度数据的对应关系；
处理单元，用于根据预设步长，形成一个电周期内预设步长的角度数据和所述角度误差的对应关系。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
过滤单元，用于将所述第二角度数据中的非电频率的分量提取出来，从所述第二角度数据中去除。
6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
补偿单元，用于根据输入的角度数据、所述一个电周期内预设步长的角度数据与所述角度误差的对应关系计算所述输入的角度数据对应的角度误差，并利用所述输入的角度数据对应的角度误差对所述电机系统角度误差进行补偿。
7.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括如权利要求4至权利要求6所述的装置。
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