CN113179052A - 多单元电机的控制方法、装置、介质和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种多单元电机的控制方法、装置、介质和电子设备。方法用于电机系统，电机系统至少包括第一单元电机组和与之连接的第一控制单元、第二单元电机组和与之连接的第二控制单元，每个单元电机组包括至少两个子单元电机，方法包括：第一控制单元根据接收的总转矩指令生成每个子单元电机的转矩指令；第一控制单元根据每个子单元电机的转矩指令生成每个子单元电机的控制指令；第一控制单元根据每个子单元电机的控制指令对第一单元电机组的每个子单元电机进行控制，并将每个子单元电机的控制指令发送至第二控制单元，由第二控制单元对第二单元电机组的每个子单元电机进行控制。本技术方案可降低对控制单元CPU的资源占用，提高控制效率。

Description

多单元电机的控制方法、装置、介质和电子设备

技术领域

本申请实施例涉及电机技术领域，尤其涉及一种多单元电机的控制方法、装置、介质和电子设备。

背景技术

目前，随着能源的紧缺、环境的恶化，电动汽车越来越受到人们的重视，电动汽车的主要动力源是电机，而轮毂电机即为其中的一种。

针对轮毂电机应用，基于其安全、结构紧凑及散热要求高等特点，通常采用具备可以相互独立工作的多单元子电机的电机，每个单元电机具备相同的电机参数，由多个主控单元进行分别控制，每个主控单元控制多个单元电机。因此，如何对多个单元电机进行更为有效地控制，则成为亟待解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种多单元电机的控制方法、装置、介质和电子设备，以降低对控制单元CPU的资源占用，提高控制效率。

第一方面，本申请实施例提供了一种多单元电机的控制方法，用于电机系统，所述电机系统中至少包括第一单元电机组和与之连接的第一控制单元、第二单元电机组和与之连接的第二控制单元，每个单元电机组中包括至少两个子单元电机，所述方法包括：

所述第一控制单元根据接收的总转矩指令，生成每个子单元电机的转矩指令；

所述第一控制单元根据所述每个子单元电机的转矩指令，生成每个子单元电机的控制指令；

所述第一控制单元根据所述每个子单元电机的控制指令对所述第一单元电机组中的每个子单元电机进行控制，并将所述每个子单元电机的控制指令发送至所述第二控制单元，其中，所述第二控制单元用于根据所述每个子单元电机的控制指令对所述第二单元电机组中的每个子单元电机进行控制。

第二方面，本申请实施例提供了一种多单元电机的控制装置，配置于第一控制单元，所述第一控制单元配置于电机系统，其中，所述电机系统中至少包括第一单元电机组和与之连接的第一控制单元、第二单元电机组和与之连接的第二控制单元，每个单元电机组中包括至少两个子单元电机，所述装置包括：

转矩指令生成模块，用于根据接收的总转矩指令，生成每个子单元电机的转矩指令；

控制指令生成模块，用于根据所述每个子单元电机的转矩指令，生成每个子单元电机的控制指令；

控制与发送模块，用于根据所述每个子单元电机的控制指令对所述第一单元电机组中的每个子单元电机进行控制，并将所述每个子单元电机的控制指令发送至所述第二控制单元，其中，所述第二控制单元用于根据所述每个子单元电机的控制指令对所述第二单元电机组中的每个子单元电机进行控制。

第三方面，本申请实施例提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请实施例所述的多单元电机的控制方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本申请实施例所述的多单元电机的控制方法。

本申请实施例所提供的技术方案，选择一个控制单元作为主控单元接收总转矩指令，然后由该主控单元根据总转矩指令为每个子单元电机生成控制指令，并将该控制指令发送至其他控制单元，由此，每个控制单元都能够根据控制指令对与之连接的单元电机组中的每个子单元电机进行控制，同时，生成控制指令的操作只在主控单元完成，而无需其他控制单元进行处理，从而可降低对控制单元CPU的资源占用，提高控制效率。

附图说明

图1是本申请实施例一提供的多单元电机的控制方法的流程图；

图2是本申请实施例二提供的四单元电机系统框图；

图3是本申请实施例三提供的多单元电机的控制装置的结构示意图；

图4是本申请实施例五提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

实施例一

图1是本申请实施例一提供的多单元电机的控制方法的流程图，本实施例可适用于对多单元电机进行控制的情况，例如用于电动汽车中轮毂电机的电机系统，所述电机系统中至少包括第一单元电机组和与之连接的第一控制单元、第二单元电机组和与之连接的第二控制单元，每个单元电机组中包括至少两个子单元电机。该方法可以由本申请实施例所提供的多单元电机的控制装置执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式来实现，并可集成于用于控制多单元电机的电子设备中。

如图1所示，所述多单元电机的控制方法包括：

S110、第一控制单元根据接收的总转矩指令，生成每个子单元电机的转矩指令。

具体的，在电机系统中，可以从第一控制单元和第二控制单元二者之间选择一个主控单元来接收总转矩指令，本申请实施例中以第一控制单元作为主控单元为例进行描述，当然，在其他实施例中，也可以选择第二控制单元作为主控单元，本申请实施例对此不作任何限定。

通常，上述电机系统中的每个子单元电机都是相同的，需要提供相同的转矩，因此，第一控制单元可以根据接收的总转矩指令和子单元电机的数量，对总转矩指令进行均分，得到每个子单元电机的转矩指令。例如，如果电机系统中有2个单元电机组，且每个单元电机组都包括2个子单元电机，那么，电机系统中子单元电机的总数为4个，每个子单元电机的转矩指令中的转矩值即为总转矩指令中转矩值的四分之一。

S120、第一控制单元根据每个子单元电机的转矩指令，生成每个子单元电机的控制指令。

转矩指令中包含期望电机运行的转矩值，需要将其转化成对电机的控制指令发送给电机，电机依据该控制指令运行才能达到期望的转矩。本申请实施例中，由作为主控单元的第一控制单元完成控制指令的生成操作，从而降低对控制单元CPU的资源占用，提高控制效率。

以第一控制单元对第一单元电机组中的每个子单元电机的控制过程为例，通常可以包括：第一控制单元根据每个子单元电机的转矩指令生成电流幅值指令和电流相角指令，或者直轴电流指令和交轴电流指令，然后，根据该电流指令值生成对应的直轴电压指令和交轴电压指令，再根据该电压指令值生成对应的6路PWM信号，将这6路PWM信号发送至每个子单元电机，即可控制每个子单元电机输出对应的转矩。其中，根据电流幅值指令和电流相角指令或者直轴电流指令和交轴电流指令生成对应的直轴电压指令和交轴电压指令的过程，可以通过现有技术中的PI闭环调节器来实现，根据直轴电压指令和交轴电压指令生成对应的6路PWM信号的过程可以通过现有技术中的PWM调制算法来实现，此处不再赘述。

为了使第二单元电机组中的每个子单元电机也输出相同的转矩，需要由第二控制单元对其进行控制，而为了降低对第二控制单元中CPU的占用，可以不必由第二控制单元根据总转矩指令生成对应的控制指令，而是直接使用作为主控单元的第一控制单元生成的控制指令。因此，所述控制指令可以包括：电流幅值指令和电流相角指令，或者直轴电流指令和交轴电流指令；或者包括直轴电压指令和交轴电压指令；或者包括PWM控制信号。也就是说，在第一控制单元生成控制指令的过程中，可以将中间产物(电流相关指令、电压相关指令)或最终产物(PWM控制信号)发送至第二控制单元，避免第二控制单元占用更多的CPU资源进行运算。

S130、第一控制单元根据每个子单元电机的控制指令对第一单元电机组中的每个子单元电机进行控制，并将每个子单元电机的控制指令发送至第二控制单元，其中，第二控制单元用于根据每个子单元电机的控制指令对第二单元电机组中的每个子单元电机进行控制。

这里需要说明的是，第一控制单元和第二控制单元具有相同的结构和功能，当控制指令为电流幅值指令和电流相角指令，或者直轴电流指令和交轴电流指令时，那么，第一控制单元和第二控制单元分别对第一单元电机组和第二单元电机组中的每个子单元电机进行控制，都包括：先根据该电流相关指令生成对应的直轴电压指令和交轴电压指令，再根据该电压指令值生成对应的6路PWM信号；当控制指令为直轴电压指令和交轴电压指令，那么，第一控制单元和第二控制单元分别对第一单元电机组和第二单元电机组中的每个子单元电机进行控制，都包括：根据该电压指令值生成对应的6路PWM信号；当控制指令为6路PWM控制信号，那么，第一控制单元和第二控制单元分别对第一单元电机组和第二单元电机组中的每个子单元电机进行控制，都包括：直接将该6路PWM控制信号发送至每个子单元电机，从而实现对子单元电机的控制，输出期望的转矩。

由此可知，在多单元电机控制方案中，虽然有多个单元电机组，并且对应多个控制单元，但是，可以从中选择一个控制单元作为主控单元，由主控单元完成对控制指令的运算和生成操作，并将中间结果或最终结果发送至其他控制单元，这样，就可以避免其他控制单元对生成控制指令过程的重复运算，从而降低对其CPU的占用，提高子单元电机的控制效率。

此外还需要说明的是，本申请实施例对电机系统中控制单元和单元电机组的数量不做任何限定，控制单元和单元电机组为一对一的控制关系，并且可以有2组控制单元或4组控制单元等，每个单元电机组中子单元电机的数量也可以有2个或4个等。

本申请实施例所提供的技术方案，选择一个控制单元作为主控单元接收总转矩指令，然后由该主控单元根据总转矩指令为每个子单元电机生成控制指令，并将该控制指令发送至其他控制单元，由此，每个控制单元都能够根据控制指令对与之连接的单元电机组中的每个子单元电机进行控制，同时，生成控制指令的操作只在主控单元完成，而无需其他控制单元进行处理，从而可降低对控制单元CPU的资源占用，提高控制效率。

实施例二

图2是本发明实施例二提供的四单元电机系统框图，本实施例二在实施例一的基础上，以电机系统中包括2个控制单元、2个单元电机组且每个单元电机组中包括2个子单元电机为例，进行详细说明。如图2所示，该四单元电机系统包括控制单元1、控制单元2、驱动单元及IGBT模块1、驱动单元及IGBT模块2、驱动单元及IGBT模块3、驱动单元及IGBT模块4、子单元电机1、子单元电机2、子单元电机3和子单元电机4。

其中，控制单元1、2分别通过驱动单元及IGBT模块1-4，将PWM信号发送至子单元电机1-4，实现对各个子单元电机的控制，控制单元1与控制单元2之间通过CAN(ControllerArea Network,控制器局域网络)或者SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)连接，用于传递控制指令。

示例性的，将控制单元1作为主控单元，并通过CAN总线接收总转矩指令，将其均分为四份，分别作为子单元电机1-4各自的转矩指令。控制单元1会根据每个子单元电机的转矩指令生成电流幅值指令和电流相角指令，或者直轴电流指令和交轴电流指令，然后，根据该电流指令值生成对应的直轴电压指令和交轴电压指令，再根据该电压指令值生成对应的6路PWM信号，将这6路PWM信号分别通过驱动单元及IGBT模块1和驱动单元及IGBT模块2发送至子单元电机1和子单元电机2，完成对子单元电机1和子单元电机2的控制。同时，还将其中生成的控制指令通过CAN或者SPI发送至控制单元2，以使控制单元2根据该控制指令完成对子单元电机3和子单元电机4的控制。

具体的，控制单元2与控制单元1具有相同的结构和功能，如果该控制指令是电流幅值指令和电流相角指令，或者直轴电流指令和交轴电流指令时，那么，控制单元2则先根据该电流相关指令生成对应的直轴电压指令和交轴电压指令，再根据该电压指令值生成对应的6路PWM信号，并分别通过驱动单元及IGBT模块3和驱动单元及IGBT模块4发送至子单元电机3和子单元电机4；如果该控制指令是直轴电压指令和交轴电压指令，那么，控制单元2则根据该电压指令值生成对应的6路PWM信号后，再分别通过驱动单元及IGBT模块3和驱动单元及IGBT模块4发送至子单元电机3和子单元电机4；如果该控制指令为6路PWM控制信号，那么，控制单元2则直接通过驱动单元及IGBT模块3和驱动单元及IGBT模块4发送至子单元电机3和子单元电机4，从而实现对子单元电机3和子单元电机4的控制。

此外还需要说明的是，当控制指令为PWM信号，控制单元2中还包括CPLD或者FPGA等可编程逻辑芯片，用于对PWM信号进行校验和故障检测，经可编程逻辑芯片后的PWM信号会输出给驱动单元及IGBT模块。

本申请实施例所提供的技术方案，选择控制单元1作为主控单元接收总转矩指令，然后由控制单元1根据总转矩指令为子单元电机1-4生成控制指令，并将该控制指令发送至控制单元2，由此，每个控制单元都能够根据控制指令对与之连接的每个子单元电机进行控制，同时，生成控制指令的操作只在控制单元完成，而无需控制单元2进行处理，从而可降低对控制单元2CPU的资源占用，提高控制效率。

实施例三

图3是本申请实施例三提供的多单元电机的控制装置的结构示意图，该控制装置配置于第一控制单元，所述第一控制单元配置于电机系统，其中，所述电机系统中至少包括第一单元电机组和与之连接的第一控制单元、第二单元电机组和与之连接的第二控制单元，每个单元电机组中包括至少两个子单元电机，如图3所示，多单元电机的控制装置包括：

转矩指令生成模块310，用于根据接收的总转矩指令，生成每个子单元电机的转矩指令；

控制指令生成模块320，用于根据所述每个子单元电机的转矩指令，生成每个子单元电机的控制指令；

控制与发送模块330，用于根据所述每个子单元电机的控制指令对所述第一单元电机组中的每个子单元电机进行控制，并将所述每个子单元电机的控制指令发送至所述第二控制单元，其中，所述第二控制单元用于根据所述每个子单元电机的控制指令对所述第二单元电机组中的每个子单元电机进行控制。

可选的，控制指令生成模块320具体用于：

根据接收的总转矩指令和所述子单元电机的数量，对所述总转矩指令进行均分，得到每个子单元电机的转矩指令。

可选的，所述控制指令包括电流幅值指令和电流相角指令，或者直轴电流指令和交轴电流指令。

可选的，所述控制指令包括直轴电压指令和交轴电压指令。

可选的，所述控制指令包括PWM控制信号。

上述产品可执行本申请实施例所提供的多单元电机的控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例四

本申请实施例四还提供一种包含计算机可执行指令的介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种多单元电机的控制方法，用于电机系统，所述电机系统中至少包括第一单元电机组和与之连接的第一控制单元、第二单元电机组和与之连接的第二控制单元，每个单元电机组中包括至少两个子单元电机，所述方法包括：

所述第一控制单元根据接收的总转矩指令，生成每个子单元电机的转矩指令；

所述第一控制单元根据所述每个子单元电机的转矩指令，生成每个子单元电机的控制指令；

所述第一控制单元根据所述每个子单元电机的控制指令对所述第一单元电机组中的每个子单元电机进行控制，并将所述每个子单元电机的控制指令发送至所述第二控制单元，其中，所述第二控制单元用于根据所述每个子单元电机的控制指令对所述第二单元电机组中的每个子单元电机进行控制。

介质——任何的各种类型的存储器设备或存储设备。术语“介质”旨在包括：安装介质，例如CD-ROM、软盘或磁带装置；计算机系统存储器或随机存取存储器，诸如DRAM、DDRRAM、SRAM、EDO RAM，兰巴斯(Rambus)RAM等；非易失性存储器，诸如闪存、磁介质(例如硬盘或光存储)；寄存器或其它相似类型的存储器元件等。介质可以还包括其它类型的存储器或其组合。另外，介质可以位于程序在其中被执行的计算机系统中，或者可以位于不同的第二计算机系统中，第二计算机系统通过网络(诸如因特网)连接到计算机系统。第二计算机系统可以提供程序指令给计算机用于执行。术语“介质”可以包括可以驻留在不同位置中(例如在通过网络连接的不同计算机系统中)的两个或更多介质。介质可以存储可由一个或多个处理器执行的程序指令(例如具体实现为计算机程序)。

当然，本申请实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的多单元电机的控制操作，还可以执行本申请任意实施例所提供的多单元电机的控制方法中的相关操作。

实施例五

本申请实施例五提供了一种电子设备，该电子设备中可集成本申请实施例提供的多单元电机的控制装置。图4是本申请实施例五提供的一种电子设备的结构示意图。如图4所示，本实施例提供了一种电子设备400，其包括：一个或多个处理器420；存储装置410，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器420执行，使得所述一个或多个处理器420实现本申请实施例所提供的多单元电机的控制方法，用于电机系统，所述电机系统中至少包括第一单元电机组和与之连接的第一控制单元、第二单元电机组和与之连接的第二控制单元，每个单元电机组中包括至少两个子单元电机，所述方法包括：

所述第一控制单元根据接收的总转矩指令，生成每个子单元电机的转矩指令；

所述第一控制单元根据所述每个子单元电机的转矩指令，生成每个子单元电机的控制指令；

所述第一控制单元根据所述每个子单元电机的控制指令对所述第一单元电机组中的每个子单元电机进行控制，并将所述每个子单元电机的控制指令发送至所述第二控制单元，其中，所述第二控制单元用于根据所述每个子单元电机的控制指令对所述第二单元电机组中的每个子单元电机进行控制。

当然，本领域技术人员可以理解，处理器420还实现本申请任意实施例所提供的多单元电机的控制方法的技术方案。

图4显示的电子设备400仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图4所示，该电子设备400包括处理器420、存储装置410、输入装置430和输出装置440；电子设备中处理器420的数量可以是一个或多个，图4中以一个处理器420为例；电子设备中的处理器420、存储装置410、输入装置430和输出装置440可以通过总线或其他方式连接，图4中以通过总线450连接为例。

存储装置410作为一种计算机可读介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块单元，如本申请实施例中的多单元电机的控制方法对应的程序指令。

存储装置410可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储装置410可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储装置410可进一步包括相对于处理器420远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置430可用于接收输入的数字、字符信息或语音信息，以及产生与电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置440可包括显示屏、扬声器等电子设备。

本申请实施例提供的电子设备，可以达到降低对控制单元CPU的资源占用，提高控制效率的目的。

上述实施例中提供的多单元电机的控制装置、介质及电子设备可执行本申请任意实施例所提供的多单元电机的控制方法，具备执行该方法相应的功能模块和有益效果。未在上述实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请任意实施例所提供的多单元电机的控制方法。

注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种多单元电机的控制方法，用于电机系统，所述电机系统中至少包括第一单元电机组和与之连接的第一控制单元、第二单元电机组和与之连接的第二控制单元，每个单元电机组中包括至少两个子单元电机，其特征在于，所述方法包括：

所述第一控制单元根据接收的总转矩指令，生成每个子单元电机的转矩指令；

所述第一控制单元根据所述每个子单元电机的转矩指令，生成每个子单元电机的控制指令；

所述第一控制单元根据所述每个子单元电机的控制指令对所述第一单元电机组中的每个子单元电机进行控制，并将所述每个子单元电机的控制指令发送至所述第二控制单元，其中，所述第二控制单元用于根据所述每个子单元电机的控制指令对所述第二单元电机组中的每个子单元电机进行控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一控制单元根据接收的总转矩指令，生成每个子单元电机的转矩指令，包括：

所述第一控制单元根据接收的总转矩指令和所述子单元电机的数量，对所述总转矩指令进行均分，得到每个子单元电机的转矩指令。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制指令包括电流幅值指令和电流相角指令，或者直轴电流指令和交轴电流指令。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制指令包括直轴电压指令和交轴电压指令。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制指令包括PWM控制信号。

6.一种多单元电机的控制装置，配置于第一控制单元，所述第一控制单元配置于电机系统，其中，所述电机系统中至少包括第一单元电机组和与之连接的第一控制单元、第二单元电机组和与之连接的第二控制单元，每个单元电机组中包括至少两个子单元电机，其特征在于，所述装置包括：

转矩指令生成模块，用于根据接收的总转矩指令，生成每个子单元电机的转矩指令；

控制指令生成模块，用于根据所述每个子单元电机的转矩指令，生成每个子单元电机的控制指令；

控制与发送模块，用于根据所述每个子单元电机的控制指令对所述第一单元电机组中的每个子单元电机进行控制，并将所述每个子单元电机的控制指令发送至所述第二控制单元，其中，所述第二控制单元用于根据所述每个子单元电机的控制指令对所述第二单元电机组中的每个子单元电机进行控制。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制指令包括电流幅值指令和电流相角指令，或者直轴电流指令和交轴电流指令。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制指令包括直轴电压指令和交轴电压指令。

9.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的多单元电机的控制方法。

10.一种电子设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-5中任一项所述的多单元电机的控制方法。

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