CN115347838A - 一种电机初始零位的校正方法、系统、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机控制技术领域，具体涉及一种电机初始零位的校正方法、系统、设备及介质，方法包括以下步骤：S10、向电机施加固定电流，并给定开环角度，使电机转动，所述电机转动到360度后会翻转到0度；S20、多次采集电机翻转到0度时的第一电气零位，所采集的第一电气零位的数量等于所述电机的电机极对数；S30、获取电机的理论电气零位；S40、根据所述第一电气零位、理论电气零位和电机的电机极对数得到电机初始零位。该方法在电机极对数较多时，也能准确获取初始零位。

Description

一种电机初始零位的校正方法、系统、设备及介质

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，具体涉及一种电机初始零位的校正方法、系统、设备及介质。

背景技术

传统电机的零位学习方法中，一种是给定0角度，再给定一定的电流，通过电流的力拖动到零位的位置；还有一种方法是给定占空比；这两种方法仅适合极对数较少的电机。

当使用场景中需要电机极对数较多时，如无人机的运动场合，由于需要较高的电气转速，电机的极对数设置较多，使用传统的零位学习方法难以准确获取零位，导致角度传感器的输出角度不准。

发明内容

本发明针对在电机的极对数较多的情况下，使用传统的零位难以准确获取零位，导致角度传感器的输出角度不准的问题，提供一种电机初始零位的校正方法、系统、设备及介质。

第一方面，提供一种电机初始零位的校正方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10、向电机施加固定电流，并给定开环角度，使电机转动，所述电机转动到360度后会翻转到0度；

S20、多次采集电机翻转到0度时的第一电气零位，所采集的第一电气零位的数量等于所述电机的电机极对数；

S30、获取电机的理论电气零位，理论电气零位为多个；

S40、将多次采集的第一电气零位求和，得到第一电气零位之和；

将计算的多个理论电气零位求和，得到理论电气零位之和；

将第一电气零位之和减去理论电气零位之和，得到零位差值；

将零位差值除以所述电机极对数，得到所述电机初始零位。可选的，所述步骤S30包括：根据电机在360度时角度传感器采集数据位数的理论角度计算所述理论电气零位。

可选的，所述根据电机在360度时角度传感器采集数据位数的理论角度计算所述理论电气零位包括：

理论电气零位为n个，n等于电机极对数；第i个理论电气零位=（理论角度/n）*（i-1），i∈{1，2，3，……，n}。

第二方面，提供一种电机初始零位的校正系统，包括：

电流与角度给定模块，其用于向电机施加固定电流，并给定开环角度，使电机转动；

第一电气零位采集模块，其用于采集电机翻转到0度时的第一电气零位，所采集的第一电气零位的数量等于所述电机的电机极对数；

理论电气零位计算模块，其用于根据电机在360度时角度传感器采集数据位数的理论角度计算理论电气零位，理论电气零位为多个；

初始零位计算模块，其将多次采集的第一电气零位求和，得到第一电气零位之和，将多个的理论电气零位求和，得到理论电气零位之和，将第一电气零位之和减去理论电气零位之和得到零位差值；将零位差值除以所述电机极对数，得到所述电机初始零位。可选的，理论电气零位计算模块计算的理论电气零位有n个，n等于电机极对数；第i个理论电气零位=（理论角度/n）*（i-1），i∈{1，2，3，……，n}。

第三方面，提供一种计算机设备，其包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当计算机设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如本发明第一方面所述的方法。

第四方面，提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如本发明第一方面所述的方法。

本发明的实施例提供的技术方案可以具有以下有益效果：根据电机的电机极对数多次采集第一电气零位，再根据所述第一电气零位、理论电气零位和电机的电机极对数得到电机初始零位，使得电机的电机极对数较多时，也能准确获取初始零位，从而降低母线电路纹波，提升电机的整体效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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示出了本发明公开实施例所提供的一种电机初始零位的校正方法的流程图。

图2示出了本发明公开实施例所提供的另一种电机初始零位的校正方法的流程图。

图3示出了本发明公开实施例所提供的一种电机初始零位的校正系统的结构示意图。

图4示出了本发明公开实施例所提供的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

实施例1

如图1所示，本发明公开实施例所提供的一种电机初始零位的校正方法，其包括以下步骤：

S10、向电机施加固定电流，并给定开环角度，使电机转动，所述电机转动到360度后会翻转到0度。

S20、利用传感器多次采集电机翻转到0度时的第一电气零位，所采集的第一电气零位的数量等于所述电机的电机极对数。

S30、根据电机在360度时角度传感器采集数据位数的理论角度计算所述理论电气零位，理论电气零位为n个，n等于电机极对数；第i个理论电气零位=（理论角度/n）*（i-1），i∈{1，2，3，……，n}；理论角度的数据位数与第一电气零位的数据位数相同。

S40、根据所述第一电气零位、理论电气零位和电机的电机极对数得到电机初始零位，具体包括：

将多次采集的第一电气零位求和，得到第一电气零位之和；

将计算的n个理论电气零位求和，得到理论电气零位之和；

将第一电气零位之和减去理论电气零位之和，得到零位差值；

将零位差值除以所述电机极对数，得到所述电机初始零位。

本实施例提供的电机初始零位的校正方法，根据电机的电机极对数多次采集第一电气零位，及根据电机的电机极对数计算理论电气零位，再根据所述第一电气零位、理论电气零位和电机的电机极对数得到电机初始零位，使得电机的电机极对数较多时，也能准确获取初始零位，从而降低母线电路纹波，提升电机的整体效率。

实施例2

如图2所示，本发明公开实施例所提供的另一种电机初始零位的校正方法，其包括以下步骤：

S00、通过CAN指令开启零位学习模式；

S10、进入零位学习模式，给定开环角度，并向电机施加固定电流，使电机的角度以一定速率累加，所述电流的大小满足使电机转动即可，所述电机的角度累加到360度后，电机的角度会翻转到0度。

S20、每次电机翻转到0度时，利用传感器采集电机在该机械角度下对应的第一电气零位，并将第一电气零位存入数组中，循环采集第一电气零位，所采集的第一电气零位的数量等于所述电机的电机极对数；若电机的极对数为14，则循环采集14次，得到14个第一电气零位。

S30、根据电机在360度时角度传感器采集数据位数的理论角度计算所述理论电气零位，理论电气零位为n个，n等于电机极对数；第i个理论电气零位=（理论角度/n）*（i-1），i∈{1，2，3，……，n}；理论角度的数据位数与第一电气零位的数据位数相同；

在360度时角度传感器采集数据位数的理论角度=2^N-1，N为理论角度的数据位数；如理论角度为16位数据，则在360度时理论角度等于2的16次方减1，即65535；

以电机的电机极对数为14时为例，有14个理论零位，具体如下：

第1个理论电气零位：0

第2个理论电气零位：65535/14*1=4681

第3个理论电气零位：65535/14*2=9362

……

第14个理论电气零位：65535/14*13=60854。

S40、根据所述第一电气零位、理论电气零位和电机的电机极对数得到电机初始零位，具体包括：

将存入数组中的14个第一电气零位求和，得到第一电气零位之和；

将14个的理论电气零位求和，得到理论电气零位之和；

将第一电气零位之和减去理论电气零位之和，得到零位差值；

将零位差值除以所述电机极对数，得到所述电机初始零位。

将电机初始零位写入Flash存储器，退出零位学习模式。

此实施例中，本实施提供的方法可应用于永磁同步直流无刷电机。

本实施例提供的电机初始零位的校正方法，根据电机的电机极对数多次采集第一电气零位，及根据电机的电机极对数计算理论电气零位，再根据所述第一电气零位、理论电气零位和电机的电机极对数得到电机初始零位。多对极电机有多个电机零位，由于工艺的原因，实际零位分布不均匀，若学习其中一个电机零位，可能导致系统局部位置不准，则初始零位不是系统整体的最优值，本实施例获取的初始零位为平均零位，是系统整体最优值，从而使得电机的电机极对数较多时，也能准确获取初始零位，从而降低母线电路纹波，提升电机的整体效率，适用于无人机用多对极电机。

实施例3

如图3所示，本发明公开实施例所提供的一种电机初始零位的校正系统，包括：

电流与角度给定模块，其用于向电机施加固定电流，并给定开环角度，使电机转动；

第一电气零位采集模块，其用于采集电机翻转到0度时的第一电气零位，所采集的第一电气零位的数量等于所述电机的电机极对数；

理论电气零位计算模块，其用于根据电机在360度时角度传感器采集数据位数的理论角度计算所述理论电气零位；计算的理论电气零位有n个，n等于电机极对数；第i个理论电气零位=（理论角度/n）*（i-1），i∈{1，2，3，……，n}。

初始零位计算模块，其用于根据所述第一电气零位、理论电气零位和电机的电机极对数得到电机初始零位；电机初始零位的计算步骤为：

将多次采集的第一电气零位求和，得到第一电气零位之和；

将多个的理论电气零位求和，得到理论电气零位之和；

将第一电气零位之和减去理论电气零位之和得到零位差值；

将零位差值除以电机的极对数，得到所述电机初始零位。

即电机初始零位的计算公式为：电机初始零位=（第一电气零位之和-理论电气零位之和）/电机极对数。

实施例4

基于同一技术构思，本申请实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器1和处理器2，如图4所示，所述存储器1存储有计算机程序，所述处理器2执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的方法。

其中，存储器1至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器（例如，SD或DX存储器等）、磁性存储器、磁盘、光盘等。存储器1在一些实施例中可以是电机初始零位的校正系统的内部存储单元，例如硬盘。存储器1在另一些实施例中也可以是电机初始零位的校正系统的外部存储设备，例如插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card, SMC），安全数字（Secure Digital, SD）卡，闪存卡（FlashCard）等。进一步地，存储器1还可以既包括电机初始零位的校正系统的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器1不仅可以用于存储安装于电机初始零位的校正系统的应用软件及各类数据，例如电机初始零位的校正程序的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

处理器2在一些实施例中可以是一中央处理器（Central Processing Unit,CPU）、控制器、微控制器、微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器1中存储的程序代码或处理数据，例如执行电机初始零位的校正程序等。

本发明公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述方法实施例中所述的方法的步骤。其中，该存储介质可以是易失性或非易失的计算机可读取存储介质。

本发明公开实施例所提供的电机初始零位的校正系统的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行上述方法实施例中所述的方法的步骤，具体可参见上述方法实施例，在此不再赘述。

本发明公开实施例还提供一种计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现前述实施例的任意一种方法。该计算机程序产品可以具体通过硬件、软件或其结合的方式实现。在一个可选实施例中，所述计算机程序产品具体体现为计算机存储介质，在另一个可选实施例中，计算机程序产品具体体现为软件产品，例如软件开发包（Software DevelopmentKit，SDK）等等。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种电机初始零位的校正方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10、向电机施加固定电流，并给定开环角度，使电机转动，所述电机转动到360度后会翻转到0度；

S20、多次采集电机翻转到0度时的第一电气零位，所采集的第一电气零位的数量等于所述电机的电机极对数；

S30、获取电机的理论电气零位，理论电气零位为多个；

S40、将多次采集的第一电气零位求和，得到第一电气零位之和；

将计算的多个理论电气零位求和，得到理论电气零位之和；

将第一电气零位之和减去理论电气零位之和，得到零位差值；

将零位差值除以所述电机极对数，得到所述电机初始零位。

2.根据权利要求1所述的一种电机初始零位的校正方法，其特征在于，所述步骤S30包括：根据电机在360度时角度传感器采集数据位数的理论角度计算所述理论电气零位。

3.根据权利要求2所述的一种电机初始零位的校正方法，其特征在于，所述根据电机在360度时角度传感器采集数据位数的理论角度计算所述理论电气零位包括：

理论电气零位为n个，n等于电机极对数；第i个理论电气零位=（理论角度/n）*（i-1），i∈{1，2，3，……，n}。

4.一种电机初始零位的校正系统，其特征在于，包括：

电流与角度给定模块，其用于向电机施加固定电流，并给定开环角度，使电机转动；

第一电气零位采集模块，其用于采集电机翻转到0度时的第一电气零位，所采集的第一电气零位的数量等于所述电机的电机极对数；

理论电气零位计算模块，其用于根据电机在360度时角度传感器采集数据位数的理论角度计算理论电气零位，理论电气零位为多个；

初始零位计算模块，其将多次采集的第一电气零位求和，得到第一电气零位之和，将多个的理论电气零位求和，得到理论电气零位之和，将第一电气零位之和减去理论电气零位之和得到零位差值；将零位差值除以所述电机极对数，得到所述电机初始零位。

5.根据权利要求4所述的一种电机初始零位的校正系统，其特征在于，理论电气零位计算模块计算的理论电气零位有n个，n等于电机极对数；第i个理论电气零位=（理论角度/n）*（i-1），i∈{1，2，3，……，n}。

6.一种计算机设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当计算机设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如权利要求1至3中任一项所述的方法。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至3中任一项所述的方法。

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