CN115833661A - 一种无刷电机fg信号的反馈方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无刷电机技术领域，尤其涉及一种无刷电机FG信号的反馈方法，该方法包括：在获取无刷电机转子的当前角度值之后，根据所述当前角度值，输出当前电平信号，其中，所述当前电平信号包括第一电平信号和第二电平信号；根据所述当前电平信号，形成电平周期信号；根据所述电平周期信号，确定并输出FG信号。该方法高效且精准地反馈FG信号，提高FG信号的准确度和可靠性，便于快速掌握无刷电机的工作状态，还节约了电机成本。
Description
技术领域
本发明涉及无刷电机技术领域，尤其涉及一种无刷电机FG信号的反馈方法及装置。
背景技术
无刷电机的FG(频率产生器，Frequency Generator)信号是反映无刷电机运行状态的重要指标之一。在无刷电机处于工作状态时，通过其输出的FG信号，确定无刷电机的的转速、流量情况或是否存在故障等运行状态，便于对无刷电机进行调控。
目前，无感无刷电机是通过电调反电动势信号判断转子位置换相，从而得到FG信号，以使得到的FG信号的准确度低。有感无刷电机是通过霍尔元件感应转子的状态和位置，再通过运算后的霍尔信号输出高低电平以及通过转子的速度值生成特定频率信号。由于有感无刷电机凭借霍尔元件获取特定频率信号，增加了电机成本。并且有感无刷电机通过转子的速度值得到的FG信号，需要消耗电机定时器的资源且存在转换误差，导致得到的FG信号准确度也低。
发明内容
本申请实施例通过提供一种无刷电机FG信号的反馈方法及装置，解决了现有技术中无刷电机获取的FG信号的准确度低的技术问题，实现了高效且精准地反馈FG信号，提高FG信号的准确度和可靠性，便于快速掌握无刷电机的工作状态，还节约了电机成本等技术效果。
第一方面，本发明实施例提供一种无刷电机FG信号的反馈方法，包括：
在获取无刷电机转子的当前角度值之后，根据所述当前角度值，输出当前电平信号，其中，所述当前电平信号包括第一电平信号和第二电平信号；
根据所述当前电平信号，形成电平周期信号；
根据所述电平周期信号，确定并输出FG信号。
优选的，所述根据所述当前角度值，输出当前电平信号，包括：
若所述当前角度值位于第一预设角度范围，则输出所述第一电平信号，其中，所述第一电平信号作为所述当前电平信号。
优选的，所述根据所述当前角度值，输出当前电平信号，包括：
若所述当前角度值位于第二预设角度范围，则输出所述第二电平信号，其中，所述第二电平信号作为所述当前电平信号，其中，所述第二电平信号的数值小于所述第一电平信号的数值。
优选的，所述根据所述当前电平信号，形成电平周期信号，包括：
根据所述第一电平信号和所述第二电平信号，得到所述电平周期信号，其中，所述电平周期信号为脉冲信号。
优选的，所述根据所述电平周期信号，确定并输出FG信号，包括：
在所述电平周期信号中的一个周期内，根据所述第一电平信号和所述第二电平信号的交替次数，得到所述FG信号。
优选的，所述获取无刷电机转子的当前角度值，包括：
通过所述无刷电机的滑模观测器，获取所述当前角度值。
优选的，所述通过所述无刷电机的滑模观测器，获取所述当前角度值，包括：
通过所述无刷电机的采样电阻采集多个电流值，并将所述多个电流值传输至所述滑模观测器；
通过所述滑模观测器中的无感算法，对所述多个电流值进行处理，得到所述当前角度值。
基于同一发明构思，第二方面，本发明还提供一种无刷电机FG信号的反馈装置，包括：
获取模块，用于获取无刷电机转子的当前角度值；
输出模块，用于在获取无刷电机转子的当前角度值之后，根据所述当前角度值，输出当前电平信号，其中，所述当前电平信号包括第一电平信号和第二电平信号；
形成模块，用于根据所述当前电平信号，形成电平周期信号；
反馈模块，用于根据所述电平周期信号，确定并输出FG信号。
基于同一发明构思，第三方面，本发明提供一种无刷电机，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现无刷电机FG信号的反馈方法的步骤。
基于同一发明构思，第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现无刷电机FG信号的反馈方法的步骤。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
在本发明实施例中，先获取无刷电子转子的当前角度值，再根据当前角度值，得到并输出当前电平信号。这里通过识别出无刷电机转子的当前角度值，得到当前电平信号，以快速且高效地识别转子的位置，精准输出当前电平信号，保障了当前电平信号的准确度和可靠度。随着时间的推移，根据当前电平信号形成电平周期信号，即形成有规律的高、低电平的周期信号。这里，所得到的电平周期信号的准确度和可靠度也随当前电平信号的准确度和可靠度而提高。然后根据电平周期信号，即通过高低电平的周期交替规律，得到并反馈FG(频率产生器，Frequency Generator)信号，以高效且精准地反馈FG信号，提高FG信号的准确度和可靠性，使无刷电机根据FG信号确认无刷电机的工作状态。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。在附图中：
图1示出了本发明实施例中的无刷电机FG信号的反馈方法的步骤流程示意图；
图2示出了本发明实施例中的当前角度值和当前电平信号的对应关系图；
图3示出了本发明实施例中的无刷电机FG信号的反馈装置的模块示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
实施例一
本发明第一实施例提供了一种无刷电机FG信号的反馈方法，如图1所示，包括：
S101，在获取无刷电机转子的当前角度值之后，根据所述当前角度值，输出当前电平信号，其中，所述当前电平信号包括第一电平信号和第二电平信号；
S102，根据所述当前电平信号，形成电平周期信号；
S103，根据所述电平周期信号，确定并输出FG信号。
需要说明的是，第一电平信号为无刷电机中的高电平信号，第二电平西信号为无刷电机中的低电平信号，低电平信号是相对于高电平信号而言数值较低的电信号，高电平信号是相对于低电平信号而言数值较高的电信号。
在本实施例中，先获取无刷电子转子的当前角度值，再根据当前角度值，得到并输出当前电平信号。这里通过识别出无刷电机转子的当前角度值，得到当前电平信号，以快速且高效地识别转子的位置，精准输出当前电平信号，保障了当前电平信号的准确度和可靠度。随着时间的推移，根据当前电平信号形成电平周期信号，即形成有规律的高、低电平的周期信号。这里，所得到的电平周期信号的准确度和可靠度也随当前电平信号的准确度和可靠度而提高。然后根据电平周期信号，即通过高低电平的周期交替规律，得到并反馈FG(频率产生器，Frequency Generator)信号，以高效且精准地反馈FG信号，提高FG信号的准确度和可靠性，使无刷电机根据FG信号确认无刷电机的工作状态。
下面，结合图1来详细介绍本实施例提供的无刷电机FG信号的反馈方法的具体实施步骤：
在执行步骤S101之前，在获取无刷电机转子的当前角度值。
具体来讲，通过所述无刷电机的滑模观测器，识别出转子的当前角度值，获取所述当前角度值。具体是，先通过所述无刷电机的采样电阻采集多个电流值，并将所述多个电流值传输至所述滑模观测器。再通过所述滑模观测器中的无感算法，对所述多个电流值进行处理，得到所述当前角度值。
举例说明，无刷电机的采样电阻每毫秒采集20个电流值，将每毫秒采集的20个电流值输入至滑模观测器中。通过滑模观测器中的无感算法，根据每毫秒采集的20个电流值，得到在该毫秒下转子的当前角度值。其中，电流值转换为二进制范围为0-1024的数值，转子的旋转角度范围为0-360°。通过无感算法，将二进制数值转换为转子的当前角度值。
在本实施例中，通过无刷电机的滑模观测器，识别出转子的当前角度值，获取转子的当前角度值，以实现了高效、快速且低成本地获取当前角度值。
在获取无刷电机转子的当前角度值之后，执行步骤S101，根据所述当前角度值，输出当前电平信号，其中，所述当前电平信号包括第一电平信号和第二电平信号。
具体来讲，若所述当前角度值位于第一预设角度范围，则输出所述第一电平信号，其中，所述第一电平信号作为所述当前电平信号。若所述当前角度值位于第二预设角度范围，则输出所述第二电平信号，其中，所述第二电平信号作为所述当前电平信号，其中，所述第二电平信号的数值小于所述第一电平信号的数值。
需要说明的是，转子的旋转角度范围包括第一预设角度范围和第二预设角度范围，二者的具体设置可根据实际需求而设置。如第一预设角度范围为0°-180°，第二预设角度范围为180°-360°。或如第一预设角度范围为0°-120°和240°-360°，第二预设角度范围为120°-240°。或第一预设角度范围为0°-90°和180°-270°，第二预设角度范围为90°-180°和270°-360°。或第一预设角度范围为0°-180°和270°-360°，第二预设角度范围为180°-270°。
举例说明，如图2所示，假设第一预设角度范围为0°-180°，第二预设角度范围为180°-360°。针对每毫秒所得到的角度值，如果角度值位于0°-180°，则将高电平信号作为当前电平信号，并输出高电平信号。如果角度值位于180°-360°，则将低电平信号作为当前电平信号，并输出低电平信号。换言之，在第一个毫秒所得到当前角度值A1后，如果当前角度值A1位于0°-180°，则将高电平信号作为当前电平信号，并输出高电平信号。在第二个毫秒所得到当前角度值A2后，如果当前角度值A2位于0°-180°，则将高电平信号作为当前电平信号，并继续输出高电平信号。如果当前角度值A2位于180°-360°，则将低电平信号作为当前电平信号，并输出低电平信号。在第三个毫秒所得到当前角度值A3、第四个毫秒所得到当前角度值A4及之后的毫秒所得到当前角度值后，以此类推输出当前电平信号。
接着，执行步骤S102，根据所述当前电平信号，形成电平周期信号。
具体来讲，根据所述第一电平信号和所述第二电平信号，即根据输出的高、低电平信号，得到所述电平周期信号，其中，所述电平周期信号为脉冲信号。在转子的运转过程中，由于转子360°循环运转，则根据转子的当前角度值所得到的当前电平信号，形成高、低电平信号呈周期规律交替出现的电平周期信号。
以图2为例，根据所得到的位于0°-180°的当前角度值，输出高电平信号。根据所得到的位于180°-360°的当前角度值，输出低电平信号。根据高、低电平信号得到图2的电平周期信号。
然后，执行步骤S103，根据所述电平周期信号，确定并输出FG信号。
具体来讲，在所述电平周期信号中的一个周期内，根据所述第一电平信号和所述第二电平信号的交替次数，得到所述FG信号。其中，交替次数表示FG信号的倍频数。电平周期信号的一个周期对应转子的一个旋转角度范围，即对应转子的一个旋转周期。以图2为例，在电平周期信号中的一个周期内，电平信号从高电平信号翻转一次至低电平信号，表示高、低电平信号交替1次。那么，得到的FG信号为1倍频的FG信号。
下面，以一个具体例子阐述本实施例的无刷电机FG信号的反馈方法：
假设第一预设角度范围为0°-90°和180°-270°，第二预设角度范围为90°-180°和270°-360°。根据所得到的位于0°-90°的当前角度值，输出高电平信号。根据所得到的位于90°-180°的当前角度值，输出低电平信号。根据所得到的位于180°-270°的当前角度值，输出高电平信号。根据所得到的位于270°-360°的当前角度值，输出低电平信号。再根据转子的当前角度值所得到的当前电平信号，形成高、低电平信号呈周期规律交替出现的电平周期信号。
因此，在电平周期信号中的一个周期内，电平信号先从高电平信号翻转至低电平信号，再从低电平信号翻转至高电平信号，接着从高电平信号翻转至低电平信号。由此可知，高、低电平信号交替3次。那么，得到的FG信号为3倍频的FG信号。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
在本实施例中，先获取无刷电子转子的当前角度值，再根据当前角度值，得到并输出当前电平信号。这里通过识别出无刷电机转子的当前角度值，得到当前电平信号，以快速且高效地识别转子的位置，精准输出当前电平信号，保障了当前电平信号的准确度和可靠度。随着时间的推移，根据当前电平信号形成电平周期信号，即形成有规律的高、低电平的周期信号。这里，所得到的电平周期信号的准确度和可靠度也随当前电平信号的准确度和可靠度而提高。然后根据电平周期信号，即通过高低电平的周期交替规律，得到并反馈FG(频率产生器，Frequency Generator)信号，以高效且精准地反馈FG信号，提高FG信号的准确度和可靠性，使无刷电机根据FG信号确认无刷电机的工作状态。
实施例二
基于相同的发明构思，本发明第二实施例还提供了一种无刷电机FG信号的反馈装置，如图2所示，包括：
获取模块201，用于获取无刷电机转子的当前角度值；
输出模块202，用于在获取无刷电机转子的当前角度值之后，根据所述当前角度值，输出当前电平信号，其中，所述当前电平信号包括第一电平信号和第二电平信号；
形成模块203，用于根据所述当前电平信号，形成电平周期信号；
反馈模块204，用于根据所述电平周期信号，确定并输出FG信号。
作为一种可选的实施例，输出模块202，用于所述根据所述当前角度值，输出当前电平信号，包括：
若所述当前角度值位于第一预设角度范围，则输出所述第一电平信号，其中，所述第一电平信号作为所述当前电平信号。
作为一种可选的实施例，输出模块202，用于所述根据所述当前角度值，输出当前电平信号，包括：
若所述当前角度值位于第二预设角度范围，则输出所述第二电平信号，其中，所述第二电平信号作为所述当前电平信号，其中，所述第二电平信号的数值小于所述第一电平信号的数值。
作为一种可选的实施例，形成模块203，用于所述根据所述当前电平信号，形成电平周期信号，包括：
根据所述第一电平信号和所述第二电平信号，得到所述电平周期信号，其中，所述电平周期信号为脉冲信号。
作为一种可选的实施例，反馈模块204，用于所述根据所述电平周期信号，确定并输出FG信号，包括：
在所述电平周期信号中的一个周期内，根据所述第一电平信号和所述第二电平信号的交替次数，得到所述FG信号。
作为一种可选的实施例，获取模块201，用于所述获取无刷电机转子的当前角度值，包括：
通过所述无刷电机的滑模观测器，获取所述当前角度值。
作为一种可选的实施例，所述通过所述无刷电机的滑模观测器，获取所述当前角度值，包括：
通过所述无刷电机的采样电阻采集多个电流值，并将所述多个电流值传输至所述滑模观测器；
通过所述滑模观测器中的无感算法，对所述多个电流值进行处理，得到所述当前角度值。
由于本实施例所介绍的无刷电机FG信号的反馈装置为实施本申请实施例一中无刷电机FG信号的反馈方法所采用的装置，故而基于本申请实施例一中所介绍的无刷电机FG信号的反馈方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的无刷电机FG信号的反馈装置的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该无刷电机FG信号的反馈装置如何实现本申请实施例一中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本申请实施例一中无刷电机FG信号的反馈方法所采用的装置，都属于本申请所欲保护的范围。
实施例三
基于相同的发明构思，本发明第三实施例还提供了一种无刷电机，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述无刷电机FG信号的反馈方法中的任一方法的步骤。
实施例四
基于相同的发明构思，本发明第四实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前文实施例一所述无刷电机FG信号的反馈方法的任一方法的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种无刷电机FG信号的反馈方法，其特征在于，包括：
在获取无刷电机转子的当前角度值之后，根据所述当前角度值，输出当前电平信号，其中，所述当前电平信号包括第一电平信号和第二电平信号；
根据所述当前电平信号，形成电平周期信号；
根据所述电平周期信号，确定并输出FG信号。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前角度值，输出当前电平信号，包括：
若所述当前角度值位于第一预设角度范围，则输出所述第一电平信号，其中，所述第一电平信号作为所述当前电平信号。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前角度值，输出当前电平信号，包括：
若所述当前角度值位于第二预设角度范围，则输出所述第二电平信号，其中，所述第二电平信号作为所述当前电平信号，其中，所述第二电平信号的数值小于所述第一电平信号的数值。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前电平信号，形成电平周期信号，包括：
根据所述第一电平信号和所述第二电平信号，得到所述电平周期信号，其中，所述电平周期信号为脉冲信号。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述电平周期信号，确定并输出FG信号，包括：
在所述电平周期信号中的一个周期内，根据所述第一电平信号和所述第二电平信号的交替次数，得到所述FG信号。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取无刷电机转子的当前角度值，包括：
通过所述无刷电机的滑模观测器，获取所述当前角度值。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通过所述无刷电机的滑模观测器，获取所述当前角度值，包括：
通过所述无刷电机的采样电阻采集多个电流值，并将所述多个电流值传输至所述滑模观测器；
通过所述滑模观测器中的无感算法，对所述多个电流值进行处理，得到所述当前角度值。
8.一种无刷电机FG信号的反馈装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取无刷电机转子的当前角度值；
输出模块，用于在获取无刷电机转子的当前角度值之后，根据所述当前角度值，输出当前电平信号，其中，所述当前电平信号包括第一电平信号和第二电平信号；
形成模块，用于根据所述当前电平信号，形成电平周期信号；
反馈模块，用于根据所述电平周期信号，确定并输出FG信号。
9.一种无刷电机，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任一权利要求所述的方法步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质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1-7中任一权利要求所述的方法步骤。
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