CN112910352A - 电机旋变初始转子位置标定方法、装置、电子设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电机旋变初始转子位置标定方法、装置、电子设备及介质，采用脉振高频电压注入法，获取转子估算位置，根据所述转子估算位置及电机互感偏差，获取转子真实位置；根据所述转子真实位置和测量得到的转子旋变位置，获取旋变零位初始转子位置。如此配置，本发明提供的电机旋变初始转子位置标定方法，能够在静止即不支起汽车的情况下进行标定，使得整个辨识过程更加快速、连续、简便，提高了标定的效率；进一步地，使用电机互感偏差进行补偿，能够更加准确提取转子位置信息，有效减小了转子位置动态估计误差，显著提高了旋变零位初始角标定的精度。
Description
技术领域
本发明涉及永磁同步电机控制领域，尤其是涉及一种电机旋变初始转子位置标定方法、装置、电子设备及介质。
背景技术
永磁同步电机(PMSM，Permanent Magnet Synchronous Motor)具有体积小、结构简单、功率密度高、高效节能和输出转矩能力强等优点，在电动车驱动、舰船推进、数控系统及家用电器等领域得到了广泛应用。永磁同步电机的高性能控制依赖于精确的转子位置信息，因此，永磁同步电机旋变的初始转子位置标定是电机控制的重要环节。然而由于生产加工误差，每个电机的旋变初始转子位置可能并不一致，因此在电机出厂时或发生故障更换新的电机旋变后需要重新标定电机旋变初始(零位)转子位置。
然而，传统的旋变初始转子位置标定方法，均需要电机旋转起来，利用永磁体磁链在定子中产生的反电动势标定出电机的旋变初始转子位置。对已经安装在汽车上的电机而言，该方法需要支起汽车才能完成电机转子位置的标定，存在操作复杂、效率低下的问题。
为了克服上述缺陷，现有技术中，另外一种是采用脉振高频电压注入法对永磁同步电机初始转子位置进行标定。该方法不依赖电机的基波方程，对电机参数变化不敏感，鲁棒性好，从理论上也可以很好的进行转子位置跟踪。其基本原理为：在高频激励下忽略电机方程中的电阻项，可以得到如下的方程式：
根据式(1)不难发现，在d轴注入高频电压，仅会在d轴产生同频的电流，在q轴注入高频电压，也只会在q轴产生同频的电流。具体地，参见附图1，图1为电机转子的估计坐标系与真实坐标系示意图，从图1可以看出，假设辨识出的电机转子位置与真实的电机转子位置之间存在一个误差角度σ，即如图1中估计标系d′q′坐标，重写电机在估计坐标系d′q′下的电压方程如下式(2)：
可以发现其d′轴和q′轴电压方程存在着耦合关系，即在辨识出的d′轴注入高频电压时，其在q′轴下会产生同频电流，且此电流与误差角度σ相关，通过闭环系统可以使角度误差收敛到0，此时转子估算位置便是转子真实位置θ。其原理如图2所示。
在传统的脉振高频电压注入转子位置辨识中，将角度误差收敛到0后得到的转子估算位置，作为转子真实位置。但事实上，当角度误差收敛到0时，转子估算位置与真实转子位置有一定的理论偏差。而且，传统的脉振高频电压注入转子位置辨识方法实际应用起来与理论推导存在一定的差距，在实际工况下其实际误差比理论误差更大。由此，不仅仅在汽车行业，在电动车驱动、舰船推进、数控系统及家用电器等领域，传统的脉振高频电压注入转子位置辨识的精度都很难满足实际应用的要求。
因此，如何提供一种电机旋变初始转子位置标定方法，以克服现有技术中存在的上述不足，日益成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。
需要说明的是，公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中传统脉振高频电压注入法进行电机转子角度辨识存在的精度不高的问题，提供一种电机旋变初始转子位置标定方法、装置、电子设备及存储介质，以提高电机转子位置的辨识精度。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种电机旋变初始转子位置标定方法，包括：
采用脉振高频电压注入法，获取转子估算位置，根据所述转子估算位置及电机互感偏差，获取转子真实位置；
根据所述转子真实位置和测量得到的转子旋变位置，获取旋变零位初始转子位置。
可选地，所述采用脉振高频电压注入法，获取转子估算位置，根据所述转子估算位置及电机互感偏差，获取转子真实位置的方法，包括：
S1：在初始的d轴转子位置注入正弦高频电压；
S2：检测电机三相绕组中的任意两相电流，根据所述转子估算位置，对所述两相电流进行Clark变换和Park变换，得到q轴电流；
S3：根据所述q轴电流和所述正弦高频电压的频率，获取所述正弦高频电压激励出的高频电流信号；
S4：利用闭环控制系统，根据所述高频电流信号的幅值，获取所述转子估算位置，并根据所述转子估算位置及电机互感偏差，获取转子真实位置。
可选地，在步骤S2之前，还包括：
根据所述转子估算位置和所述正弦高频电压的电压，得到估计坐标下的电压；对所述估计坐标下的电压采用空间矢量脉宽调制，得到三相逆变器的六路开关信号，并驱动电机。
可选地，步骤S3中，所述根据所述q轴电流和所述正弦高频电压，获取所述正弦高频电压激励出的高频电流信号的方法，包括：
使用带通滤波器从所述q轴电流中选出频率为ω的第一交流分量；
将所述第一交流分量与频率为ω的余弦信号相乘进行调制，得到直流分量和频率为ω的第二交流分量；
将所述直流分量和所述频率为ω的所述第二交流分量经过低通滤波器滤除所述交流分量，得到所述高频电流信号；
其中，ω为所述正弦高频电压的频率。
可选地，步骤S4中，所述利用闭环控制系统，根据所述高频电流信号的幅值，获取所述转子估算位置，并根据所述转子估算位置及电机互感偏差，获取转子真实位置的方法，包括：
S41：将所述高频电流信号的幅值与所述电机互感偏差作差，得到估计位置误差；
S42：将所述估计位置误差作为PI控制器的输入，根据所述PI控制器的输出获取所述转子估算位置；
重复步骤S1至S3以及步骤S41和S42，将所述估计位置误差收敛为0，将此时的所述转子估算位置，作为所述转子真实位置。
可选地，所述电机互感偏差包括所述电机互感偏差系数、理论偏差角和所述转子估算位置的乘积。
可选地，所述根据所述转子真实位置和测量得到转子旋变位置，获取转子的旋变零位初始转子位置的方法，包括：
对所述旋变位置与所述转子真实位置作差运算，将差值作为所述旋变零位初始转子位置。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种用于标定电机旋变初始转子位置的装置，所述用于标定电机旋变初始转子位置的装置，包括真实位置获取单元和初始位置标定单元，其中：
所述真实位置获取单元，被配置为采用脉振高频电压注入法，获取转子估算位置；根据所述转子估算位置及电机互感偏差，获取转子真实位置；
所述初始位置标定单元，被配置为根据所述转子真实位置和测量得到转子旋变位置，获取转子的旋变零位初始转子位置。
可选地，所述真实位置获取单元包括激励注入模块、q轴电流提取模块、电流信号获取模块、估算位置获取模块以及偏差校正模块，其中：
所述激励注入模块，被配置为在初始的d轴转子位置注入正弦高频电压；
所述q轴电流提取模块，被配置为检测电机三相绕组中的任意两相电流；还用于根据所述转子估算位置，对所述两相电流进行Clark变换和Park变换，得到q轴电流；
所述电流信号获取模块，被配置为根据所述q轴电流和所述正弦高频电压的频率，获取所述正弦高频电压激励出的高频电流信号；
所述估算位置获取模块，被配置为利用闭环控制系统根据所述高频电流信号的幅值，获取所述转子估算位置；
所述偏差校正模块，被配置为根据所述转子估算位置及电机互感偏差，获取转子真实位置。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种电子设备，所述电子设备包括处理器以及存储器，所述处理器适于实现各指令，所述存储器适于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行如上述任一项所述的电机旋变初始转子位置标定方法的步骤。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机可执行的指令，当所述计算机可执行的指令被执行时实现上述任一项所述电机旋变初始转子位置标定方法的步骤。
与现有技术相比，本发明提供的电机旋变初始转子位置标定方法具有以下有益效果：
本发明提供的电机旋变初始转子位置标定方法，采用脉振高频电压注入法，获取转子估算位置，根据所述转子估算位置及电机互感偏差，获取转子真实位置；根据所述转子真实位置和测量得到的转子旋变位置，获取旋变零位初始转子位置。如此配置，本发明提供的电机旋变初始转子位置标定方法，能够在静止即不支起汽车的情况下进行标定，使得整个辨识过程更加快速、连续、简便，提高了标定的效率；进一步地，使用电机互感偏差进行补偿，能够更加准确提取转子位置信息，有效减小了转子位置动态估计误差，显著提高了旋变零位初始角标定的精度。再进一步地，本发明提供的电机旋变初始转子位置标定方法，无需额外硬件开销，成本低廉，信号处理方法简单易行，易于实施。由此，本发明提供的电机旋变初始转子位置标定方法，能够为永磁同步电机的稳定运行提供重要保证，大大降低了电机因旋变零位初始角位置偏差导致的启动出现带负载能力下降、反转甚至启动失败，影响电机运行的风险。
由于本发明提供的用于标定电机旋变初始转子位置的装置、电子设备及存储介质，与本发明提供的电机旋变初始转子位置标定方法，属于同一发明构思，因此至少具有相同的有益效果，在此，不再一一赘述。
附图说明
图1为电机转子的估计坐标系与真实坐标系示意图；
图2为传统脉振高频电压注入电机转子位置辨识原理示意图；
图3为某一电机由互感引起的理论偏差角Δθ示意图；
图4为某一电机的互感随转子位置的波动示意图；
图5为本发明实施例提供的其中一种电机旋变初始转子位置标定方法流程图；
图6为本发明实施例提供的电机旋变初始转子位置标定方法的原理示意图；
图7为采用本发明提供的电机旋变初始转子位置标定方法转子角度辨识误差示意图；
图8为本发明提供的用于标定电机旋变初始转子位置的装置的结构示意图；
图9为本发明提供的电子装置的结构示意图；
其中，附图标记说明如下：
100-真实位置获取单元，110-激励注入模块，120-q轴电流提取模块，130-电流信号获取模块，140-估算位置获取模块，150-偏差校正模块200-初始位置标定单元；
310-处理器，320-存储器，330-通信接口，340-通信总线。
具体实施方式
为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图对本发明提出的电机旋变初始转子位置标定方法、装置、电子设备及存储介质作进一步详细说明。显然地，本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。进一步地，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。
为了便于理解本发明，在具体介绍本发明提供的电机旋变初始转子位置标定方法之前，对本发明提出的电机旋变初始转子位置标定方法的原理作一下简要说明。本发明的发明人经过不断深入的研究和大量的实践发现：当角度误差收敛到0时，转子估算位置与转子真是位置实际上存在一定的理论偏差的根源在于角度误差中含有与电机互感有关的分量。如图3所示，图3为某一电机由互感引起的理论偏差角Δθ示意图，从图3可以看出，最大理论偏差达到了±0.65deg，需要注意的是，其最大取决于电机的互感参数，理论误差可能会更大。该精度显然无法满足汽车行业的要求。本发明的发明人更进一步地研究发现：虽然电机交叉耦合引起的互感虽小，却会影响转子位置辨识的精度。以某款电机有限元数据得知，如图4所示，图4为电机的互感随转子位置的波动示意图，从图4可以看出，电机的互感Ldq在-2μH和2μH之间波动。互感随着转子位置变化而变化，转子位置辨识误差与电机转子的真实位置有关，一般情况下为转子真实位置的6次谐波。
由此，本发明的核心思想在于克服现有技术中电机转子初始位置辨识精度低的缺陷，提供一种电机旋变初始转子位置标定方法，以提高电机旋变初始转子位置的辨识精度。
参见附图5和附图6，其中，图5为本发明实施例提供的其中一种电机旋变初始转子位置标定方法流程图；图6为本发明实施例提供的电机旋变初始转子位置标定方法的原理示意图。从图5可以看出，本发明提供的电机旋变初始转子位置标定方法，包括以下步骤：
步骤一：采用脉振高频电压注入法，获取转子估算位置，根据所述转子估算位置及电机互感偏差，获取转子真实位置。
步骤二：根据所述转子真实位置和测量得到的转子旋变位置，获取旋变零位初始转子位置。
本发明提供的电机旋变初始转子位置标定方法在现有脉振高频电压注入法的基础上，通过电机互感偏差补偿，获取转子真实位置；并根据所述转子真实位置和测量得到的转子旋变位置，获取旋变零位初始转子位置。如此配置，本发明提供的电机旋变初始转子位置标定方法，能够在静止即不支起汽车的情况下进行标定，使得整个辨识过程更加快速、连续、简便，提高了标定的效率；进一步地，使用电机互感偏差进行补偿，能够更加准确提取转子位置信息，有效减小了转子位置动态估计误差，显著提高了旋变零位初始角标定的精度。再进一步地，本发明提供的电机旋变初始转子位置标定方法，无需额外硬件开销，成本低廉，信号处理方法简单易行，易于实施。由此，本发明提供的电机旋变初始转子位置标定方法，能够为永磁同步电机的稳定运行提供了重要保证，大大降低了电机因旋变零位初始角位置偏差导致的启动出现带负载能力下降、反转甚至启动失败，影响电机运行的风险。
较佳地，在其中一种示例性实施方式中，参见附图6，所述采用脉振高频电压注入法，获取转子估算位置，根据所述转子估算位置及电机互感偏差，获取转子真实位置的方法，包括以下步骤：
S1：在初始的d轴转子位置注入正弦高频电压Ud＝U sin(wt)，其中，U为在d轴注入的正弦高频电压的幅值，w为在d轴注入的正弦高频电压的频率，t表示当前时刻。作为优选，本实施例仅在d轴注入正弦高频电压Ud，即在q轴施加的电压Uq＝0，如此配置，能够避免产生转矩脉动，从而简化计算，提高效率。可以理解地，实际应用中，所述正弦高频电压的幅值U和频率w应根据实际工况选择，较佳地，所述正弦高频电压的幅值U宜在10V～30V之间。显然地，以上仅是较佳实施方式的描述，在其他的实施方式中，也可在d轴注入余弦高频电压，本发明对此不作限制。
S2：检测电机PMSM三相绕组中的任意两相电流ia和ib，根据所述转子估算位置θest，对所述两相电流ia和ib进行Clark(克拉克)变换和Park(派克)变换，得到q轴电流iq。
S3：根据所述q轴电流iq和所述正弦高频电压Ud的频率，获取所述正弦高频电压激励出的高频电流信号。
S4：利用闭环控制系统，根据所述高频电流信号的幅值Aq，获取所述转子估算位置θest，并根据所述转子估算位置θest及电机互感偏差，获取转子真实位置。
较佳地，在其中一种示例性实施方式中，在步骤S2之前，还包括：
根据所述转子估算位置θest和所述正弦高频电压的电压U，得到估计坐标下的电压Uα和Uβ；对所述估计坐标下的电压采用空间矢量脉宽调制SVPWM，得到三相逆变器的PWM1至PWM6共六路开关信号，并驱动电机PMSM。
较佳地，在其中一种示例性实施方式中，步骤S3中，所述根据所述q轴电流和所述正弦高频电压Ud，获取所述正弦高频电压激励出的高频电流信号的方法，包括：
使用带通滤波器从所述q轴电流iq中选出频率为ω的第一交流分量；
将所述第一交流分量与频率为ω的余弦信号2cos(ωt)相乘进行调制，得到直流分量和频率为ω的第二交流分量；
将所述直流分量和所述频率为ω的所述第二交流分量经过低通滤波器滤除所述交流分量，得到所述高频电流信号；其中，ω为所述正弦高频电压的频率。
较佳地，在其中一种示例性实施方式中，所述高频电流信号的幅值Aq通过下式获得：
Aq＝Kr(Δθ+σ)(θest)
式中，Aq为高频电流信号的幅值，Kr为电机互感偏差系数，Δθ为理论偏差角，σ为误差角度，θest为所述转子估算位置(角度)。
由此，根据上式，步骤S4中，所述利用闭环控制系统，根据所述高频电流信号的幅值Aq，获取所述转子估算位置θest，并根据所述转子估算位置θest及电机互感偏差，获取转子真实位置的方法，包括：
S41：将所述高频电流信号的幅值与所述电机互感偏差作差，得到估计位置误差；较佳地，在其中一种示例性实施方式中，所述电机互感偏差为所述电机互感偏差系数＝Kr、理论偏差角Δθ和所述转子估算位置θest的乘积，即电机互感偏差角＝Kr(Δθ)(θest)。
S42：将所述估计位置误差作为PI控制器的输入，根据所述PI控制器的输出获取所述转子估算位置θest；
重复步骤S1至S3以及步骤S41和S42，将所述估计位置误差Krσ(θest)收敛为0，将此时的所述转子估算位置θest，作为所述转子真实位置θ。
较佳地，在其中一种示例性实施方式中，所述根据所述转子真实位置θ和测量得到转子旋变位置θresolver，获取转子的旋变零位初始转子位置的方法，包括：
对所述旋变位置θresolver与所述转子真实位置θ作差运算，将差值作为所述旋变零位初始转子位置为θresolver－θ。
参见图7，图7为采用本发明提供的电机旋变初始转子位置标定方法转子角度辨识误差示意图。在500Hz、10V高频电压谐波激励下，转子辨识误差由0.65deg减小到±0.1deg，由此可见，本发明提出的电机旋变初始转子位置标定方法，通过电机互感偏差对转子位置进行补偿，有效实现了对转子位置估计误差的消减，大大提高了旋变零位初始角度的标识精度，使用本发明提供的电机旋变初始转子位置标定方法，能够满足汽车行业的要求。
本发明的再一实施例提供了一种用于标定电机旋变初始转子位置的装置，参见附图8，附图8为本实施例提供的用于标定电机旋变初始转子位置的装置的结构示意图，从图8可以看出，本实施例提供的用于标定电机旋变初始转子位置的装置包括真实位置获取单元100和初始位置标定单元200，具体地，所述真实位置获取单元100被配置为采用脉振高频电压注入法，获取转子估算位置；根据所述转子估算位置及电机互感偏差，获取转子真实位置。所述初始位置标定单元200被配置为根据所述转子真实位置和测量得到转子旋变位置，获取转子的旋变零位初始转子位置。
较佳地，在其中一种示例性实施方式中，所述真实位置获取单元100包括激励注入模块110、q轴电流提取模块120、电流信号获取模块130、估算位置获取模块140以及偏差校正模块150。其中：所述激励注入模块110被配置为在初始的d轴转子位置注入正弦高频电压；所述q轴电流提取模块120被配置为检测电机三相绕组中的任意两相电流；还用于根据所述转子估算位置，对所述两相电流进行Clark变换和Park变换，得到q轴电流；所述电流信号获取模块130被配置为根据所述q轴电流和所述正弦高频电压的频率，获取所述正弦高频电压激励出的高频电流信号；所述估算位置获取模块140，被配置为利用闭环控制系统根据所述高频电流信号的幅值，获取所述转子估算位置；所述偏差校正模块150，被配置为根据所述转子估算位置及电机互感偏差，获取转子真实位置。
由于本发明提供的用于标定电机旋变初始转子位置的装置与本发明提供的电机旋变初始转子位置标定方法，属于同一发明构思，因此至少具有相同的有益效果，在此，不再一一赘述。
基于同一发明构思，本发明还提供了一种电子设备，请参考图9，示意性地给出了本发明一实施方式提供的电子设备的方框结构示意图。如图9所示，所述电子设备包括处理器310和存储器320，所述处理器310适于实现各指令，所述存储器320适于存储多条指令，所述指令适于由处理器310加载并执行如上述任一实施方式所述的电机旋变初始转子位置标定方法的步骤：包括采用脉振高频电压注入法，获取转子估算位置，根据所述转子估算位置及电机互感偏差，获取转子真实位置；根据所述转子真实位置和测量得到的转子旋变位置，获取旋变零位初始转子位置。如此配置，能够在静止即不支起汽车的情况下进行标定，使得整个辨识过程更加快速、连续、简便，提高了标定的效率；进一步地，使用电机互感偏差进行补偿，能够更加准确提取转子位置信息，有效减小了转子位置动态估计误差，显著提高了旋变零位初始角标定的精度。
继续参见图9所示，所述控制器还包括通信接口330和通信总线340，其中所述处理器310、所述通信接口330、所述存储器320通过通信总线340完成相互间的通信。所述通信总线340可以是外设部件互连标准(Peripheral Component Interconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry Standard Architecture，EISA)总线等。该通信总线340可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。所述通信接口330用于上述控制器与其他设备之间的通信。
本发明中所称处理器310可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器310是所述控制器的控制中心，利用各种接口和线路连接整个控制器的各部分。
所述存储器320可用于存储所述计算机程序，所述处理器310通过运行或执行存储在所述存储器320内的计算机程序，以及调用存储在存储器320内的数据，实现所述控制器的各种功能。
所述存储器320可以包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
本发明还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可以实现上文实现如上述任一实施方式所述电机旋变初始转子位置标定方法。由此，本发明提供的存储介质在其存储的计算机程序被处理器执行时，通过采用脉振高频电压注入法，获取转子估算位置，根据所述转子估算位置及电机互感偏差，获取转子真实位置；根据所述转子真实位置和测量得到的转子旋变位置，获取旋变零位初始转子位置。如此配置，能够在静止即不支起汽车的情况下进行标定，使得整个辨识过程更加快速、连续、简便，提高了标定的效率；进一步地，使用电机互感偏差进行补偿，能够更加准确提取转子位置信息，有效减小了转子位置动态估计误差，显著提高了旋变零位初始角标定的精度。
本发明实施方式的可读存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机硬盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其组合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言-诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言-诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)连接到用户计算机，或者可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
综上所述，本发明提供的电机旋变初始转子位置标定方法、装置、电子设备及介质，采用脉振高频电压注入法，获取转子估算位置，根据所述转子估算位置及电机互感偏差，获取转子真实位置；根据所述转子真实位置和测量得到的转子旋变位置，获取旋变零位初始转子位置。如此配置，本发明提供的电机旋变初始转子位置标定方法，能够在静止即不支起汽车的情况下进行标定，使得整个辨识过程更加快速、连续、简便，提高了标定的效率；进一步地，使用电机互感偏差进行补偿，能够更加准确提取转子位置信息，有效减小了转子位置动态估计误差，显著提高了旋变零位初始角标定的精度。再进一步地，本发明提供的电机旋变初始转子位置标定方法，无需额外硬件开销，成本低廉，信号处理方法简单易行，易于实施。由此，本发明提供的电机旋变初始转子位置标定方法，能够为永磁同步电机的稳定运行提供了重要保证，大大降低了电机因旋变零位初始角位置偏差导致的启动出现带负载能力下降、反转甚至启动失败，影响电机运行的风险。
应当注意的是，在本文的实施方式中所揭露的装置和方法，也可以通过其他的方式实现。以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本文的多个实施方式的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用于执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本文各实施方式中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并非对本发明范围的任何限定，本发明包括但不局限于上述实施中所列举的构型。对于本领域的技术人员来说，以根据上述实施例的内容举一反三，本发明实施例可以有各种更改和变化。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 (11)
1.一种电机旋变初始转子位置标定方法，其特征在于，包括：
采用脉振高频电压注入法，获取转子估算位置，根据所述转子估算位置及电机互感偏差，获取转子真实位置；
根据所述转子真实位置和测量得到的转子旋变位置，获取旋变零位初始转子位置。
2.根据权利要求1所述的电机旋变初始转子位置标定方法，其特征在于，所述采用脉振高频电压注入法，获取转子估算位置，根据所述转子估算位置及电机互感偏差，获取转子真实位置的方法，包括：
S1：在初始的d轴转子位置注入正弦高频电压；
S2：检测电机三相绕组中的任意两相电流，根据所述转子估算位置，对所述两相电流进行Clark变换和Park变换，得到q轴电流；
S3：根据所述q轴电流和所述正弦高频电压的频率，获取所述正弦高频电压激励出的高频电流信号；
S4：利用闭环控制系统，根据所述高频电流信号的幅值，获取所述转子估算位置，并根据所述转子估算位置及电机互感偏差，获取转子真实位置。
3.根据权利要求2所述的电机旋变初始转子位置标定方法，其特征在于，在步骤S2之前，还包括：
根据所述转子估算位置和所述正弦高频电压的电压，得到估计坐标下的电压；对所述估计坐标下的电压采用空间矢量脉宽调制，得到三相逆变器的六路开关信号，并驱动电机。
4.根据权利要求2所述的电机旋变初始转子位置标定方法，其特征在于，步骤S3中，所述根据所述q轴电流和所述正弦高频电压，获取所述正弦高频电压激励出的高频电流信号的方法，包括：
使用带通滤波器从所述q轴电流中选出频率为ω的第一交流分量；
将所述第一交流分量与频率为ω的余弦信号相乘进行调制，得到直流分量和频率为ω的第二交流分量；
将所述直流分量和所述频率为ω的所述第二交流分量经过低通滤波器滤除所述交流分量，得到所述高频电流信号；
其中，ω为所述正弦高频电压的频率。
5.根据权利要求2所述的电机旋变初始转子位置标定方法，其特征在于，步骤S4中，所述利用闭环控制系统，根据所述高频电流信号的幅值，获取所述转子估算位置，并根据所述转子估算位置及电机互感偏差，获取转子真实位置的方法，包括：
S41：将所述高频电流信号的幅值与所述电机互感偏差作差，得到估计位置误差；
S42：将所述估计位置误差作为PI控制器的输入，根据所述PI控制器的输出获取所述转子估算位置；
重复步骤S1至S3以及步骤S41和S42，通过闭环控制系统将所述估计位置误差收敛为0，将此时的所述转子估算位置，作为所述转子真实位置。
6.根据权利要求1所述的电机旋变初始转子位置标定方法，其特征在于，所述电机互感偏差包括所述电机互感偏差系数、理论偏差角和所述转子估算位置的乘积。
7.根据权利要求1所述的电机旋变初始转子位置标定方法，其特征在于，所述根据所述转子真实位置和测量得到转子旋变位置，获取转子的旋变零位初始转子位置的方法，包括：
对所述旋变位置与所述转子真实位置作差运算，将差值作为所述旋变零位初始转子位置。
8.一种用于标定电机旋变初始转子位置的装置，其特征在于，包括真实位置获取单元和初始位置标定单元，其中：
所述真实位置获取单元，被配置为采用脉振高频电压注入法，获取转子估算位置；根据所述转子估算位置及电机互感偏差，获取转子真实位置；
所述初始位置标定单元，被配置为根据所述转子真实位置和测量得到转子旋变位置，获取转子的旋变零位初始转子位置。
9.根据权利要求8所述的用于标定电机旋变初始转子位置的装置，其特征在于，所述真实位置获取单元包括激励注入模块、q轴电流提取模块、电流信号获取模块、估算位置获取模块以及偏差校正模块，其中：
所述激励注入模块，被配置为在初始的d轴转子位置注入正弦高频电压；
所述q轴电流提取模块，被配置为检测电机三相绕组中的任意两相电流；还用于根据所述转子估算位置，对所述两相电流进行Clark变换和Park变换，得到q轴电流；
所述电流信号获取模块，被配置为根据所述q轴电流和所述正弦高频电压的频率，获取所述正弦高频电压激励出的高频电流信号；
所述估算位置获取模块，被配置为利用闭环控制系统根据所述高频电流信号的幅值，获取所述转子估算位置；
所述偏差校正模块，被配置为根据所述转子估算位置及电机互感偏差，获取转子真实位置。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理器以及存储器，所述处理器适于实现各指令，所述存储器适于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行如权利要求1至7任一项所述的电机旋变初始转子位置标定方法的步骤。
11.一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机可执行的指令，其特征在于，当所述计算机可执行的指令被执行时实现如权利要求1至7任一项所述电机旋变初始转子位置标定方法的步骤。
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