CN116620042A - 电机控制参数标定方法、装置及车辆 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种电机控制参数标定方法、装置及车辆，方法包括获取电机的转矩值和转速值；根据转速值、转矩值和目标直轴电流参数，确定总损耗功率，其中，目标直轴电流参数是直轴电流参数集合中的任一直轴电流参数；将满足标定条件的总损耗功率对应的目标直轴电流参数标定为电机在转速值和转矩值工况下的第一目标控制参数，本公开实施例中，电机在其运行转速为该转速值、且运行转矩为该转矩值的工况下，电机控制器控制电机的控制参数为该第一目标控制参数，该第一目标控制参数在标定时考虑了满足标定条件的电机的总损耗功率，而标定条件的限制使得电机实际运行时的损耗功率较小，如此，可以优化电机的运行效率。
Description
技术领域
本公开涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种电机控制参数标定方法、装置及车辆。
背景技术
电动汽车的电机系统效率影响整车续航并涉及电池容量和成本，因此现有技术中发展出了较多的电机效率优化方案。
相关技术中，电机系统的主要损耗包括电机铜耗、铁耗等，电机的控制电流参数的标定，若没有考虑电机的损耗功率而标定的控制电流参数，将会造成电机实际的运行效率较差。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种电机控制参数标定方法、装置及车辆。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种电机控制参数标定方法，包括：
获取电机的转矩值和转速值；
根据所述转速值、所述转矩值和目标直轴电流参数，确定总损耗功率，其中，所述目标直轴电流参数是直轴电流参数集合中的任一直轴电流参数；
将满足标定条件的总损耗功率对应的目标直轴电流参数标定为电机在所述转速值和所述转矩值工况下的第一目标控制参数。
可选地，根据所述转速值、所述转矩值和目标直轴电流参数，确定总损耗功率，包括：
根据所述转矩值和所述目标直轴电流参数，确定目标交轴电流参数；
根据所述转速值、所述目标直轴电流参数以及所述目标交轴电流参数，确定所述总损耗功率。
可选地，根据所述转速值、所述目标直轴电流参数以及所述目标交轴电流参数，确定所述总损耗功率，包括：
将所述转速值、所述目标直轴电流参数以及所述目标交轴电流参数输入至全维状态观测器，以输出电机的目标铁耗电流分量；
根据所述目标铁耗电流分量，确定电机的铁耗功率；
根据所述目标直轴电流参数和所述目标交轴电流参数，确定电机的铜耗功率；
将所述铁耗功率和所述铜耗功率之和确定为所述总损耗功率。
可选地，将所述转速值、所述目标直轴电流参数以及所述目标交轴电流参数输入至全维状态观测器，以输出电机的目标铁耗电流分量，包括：
获取电机的转子参数、电压参数、电感参数以及相电阻参数；
根据所述转子参数以及所述电压参数，确定输入变量；
根据所述转速值，获取电机的电角速度；
根据所述电机的角速度、所述电感参数以及所述相电阻参数，确定所述全维状态观测器的系数矩阵；
将所述目标直轴电流参数以及所述目标交轴电流参数作为所述全维状态观测器的输出量，并将所述输入变量输入到包括所述系数矩阵的全维状态观测器中，得到目标状态变量，所述目标状态变量包括所述目标铁耗电流分量。
可选地，所述方法还包括：
将满足所述标定条件的总损耗功率对应的目标交轴电流参数标定为电机在所述转速值和所述转矩值工况下的第二目标控制参数。
可选地，在将满足标定条件的总损耗功率对应的目标直轴电流参数标定为电机在所述转速值和所述转矩值工况下的第一目标控制参数后，所述方法还包括：
将所述第一目标控制参数写入电机控制参数标定二维表中，并重复执行以下步骤，获得电机控制参数的目标标定二维表：
获取电机的新的转矩值，根据所述新的转矩值、所述转速值和所述目标直轴电流参数，确定第一总损耗功率，将满足所述标定条件的第一总损耗功率所对应的目标直轴电流参数标定为所述电机在所述转速值和所述新的转矩值工况下的第一目标控制参数，将所述电机在所述转速值和所述新的转矩值工况下的第一目标控制参数写入所述标定二维表。
可选地，所述方法还包括：
获取电机的新的转速值；
根据所述新的转速值、所述转矩值和所述目标直轴电流参数，确定第二总损耗功率，将满足所述标定条件的第二总损耗功率所对应的目标直轴电流参数标定为所述电机在所述新的转速值和所述转矩值工况下的第一目标控制参数，并将所述电机在所述新的转速值和所述转矩值工况下的第一目标控制参数写入所述标定二维表；或者，
根据所述新的转速值、所述新的转矩值和所述目标直轴电流参数，确定第三总损耗功率，将满足所述标定条件的第三总损耗功率所对应的目标直轴电流参数标定为所述电机在所述新的转速值和所述新的转矩值工况下的第一目标控制参数，将所述电机在所述新的转速值和所述新的转矩值工况下的第一目标控制参数写入所述标定二维表。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种电机效率优化方法，包括：
获取电机的目标转矩值和目标转速值；
根据所述目标转矩值和所述目标转速值，从目标标定二维表中确定控制参数，其中，所述目标标定二维表根据本公开实施例第一方面中所述的电机控制参数标定方法得到；
根据所述控制参数控制所述电机运行，以对所述电机的运行效率进行优化。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种电机控制参数标定装置，包括：
获取模块，被配置为获取电机的转矩值和转速值；
确定模块，被配置为根据所述转速值、所述转矩值和目标直轴电流参数，确定总损耗功率，其中，所述目标直轴电流参数是直轴电流参数集合中的任一直轴电流参数；
标定模块，被配置为将满足第一标定条件的总损耗功率对应的目标直轴电流参数标定为电机在所述转速值和所述转矩值工况下的第一目标控制参数。
根据本公开实施例的第四方面，提供一种电机效率优化装置，包括：
目标值获取模块，被配置为获取电机的目标转矩值和目标转速值；
控制参数确定模块，被配置为根据所述目标转矩值和所述目标转速值，从目标标定二维表中确定控制参数，其中，所述目标标定二维表根据本公开实施例第一方面所述的电机控制参数标定方法得到；
电机控制模块，被配置为根据所述控制参数控制所述电机运行，以对所述电机的运行效率进行优化。
根据本公开实施例的第五方面，提供一种车辆，包括：
电机；
存储器，其上存储有第二计算机程序；
控制器，用于执行所述存储器中的所述第二计算机程序，以实现本公开实施例第二方面中所述的电机效率优化方法，以对所述电机的运行效率进行优化。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本公开实施例中，通过根据电机的转矩值、转速值和直轴电流参数集合中的任一直轴电流参数确定总损耗功率，并将满足标定条件的总损耗功率对应的目标直轴电流参数标定为电机在转速值和转矩值工况下的第一目标控制参数。电机在实际运行时，其运行转速为该转速值、且运行转矩为该转矩值的工况下，电机控制器可以控制电机的控制参数为该第一目标控制参数，该第一目标控制参数在标定时考虑了满足标定条件的电机的总损耗功率，而标定条件的限制使得电机实际运行时的损耗功率较小，如此，电机运行转速为该转速值、且运行转矩为该转矩值的工况下，控制电机的控制参数为标定的第一目标控制参数，可以优化电机的运行效率。
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，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种电机控制参数标定方法的流程图。
图2是根据一示例性实施例示出的一种电机控制参数标定方法中目标标定二维表的示例图。
图3是根据另一示例性实施例示出的一种电机控制参数标定方法中目标标定二维表的示例图。
图4是根据一示例性实施例示出的一种电机效率优化方法的流程图。
图5是根据一示例性实施例示出的一种电机控制参数标定装置的框图。
图6是根据一示例性实施例示出的一种电机效率优化装置的框图。
图7是根据一示例性实施例示出的一种车辆的框图。
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公开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、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
目前为了提高电机效率，人们提出多种方案，这些方案主要分为三类，第一类是通过优化电机本体来提高电机效率，如通过对电机转子磁钢进行优化使电机本体损耗降低，从而提高电机系统效率；第二类是通过优化电机控制的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)载波频率来提高电机效率，即对电机不同运行工况点对应的载波频率进行优化，以降低电机损耗，进而提高电机系统效率；第三类是通过优化电机电流来提高电机效率，如通过对感应电机的励磁电流进行优化来提高电机效率。
第一类优化方案和第二类优化方案在提高电机效率时存在一定局限性，无法很好的提高电机效率。现有的第三类优化方案由于没有综合考虑转矩电流、铁耗参数的获取和动态校正等，故无法实现最大的效率优化效果。
另外，还存在通过确定电机效率和直轴电流和交轴电流的关系，并确定电机在不同工况运行的电流离散数据和影响电流分配的参数作为样本，通过深度神经网络对数据进行处理，以获得直轴电流和交轴电流之间的关系，最终得到提高电机效率的控制模型，但是深度神经网络的样本参数实际上并不是车辆在运行过程中的参数，解析的结果不能满足精度要求，且不能实时动态适应车辆运行工况。
针对上述问题，本实施例提供的一种电机控制参数标定方法、装置及车辆，以最大程度的提高电机的效率。
图1是根据一示例性实施例示出的一种电机控制参数标定方法的流程图，如图1所示，包括以下步骤。
在步骤S101中，获取电机的转矩值和转速值。
示例地，预先确定电机在运行时的转矩区间以及转速区间，并在转矩区间中设定多个转矩点，将该转矩区间分为多个转矩子区间，以及在转速区间中设定多个转速点，将该转速区间分为多个转速子区间。其中，多个转矩点可以将转矩区间等分为多个转矩子区间，也可以不等分，相同的，多个转速点可以将转速区间等分为多个转速子区间，也可以不等分。例如，可以将转矩区间由n个转矩点等分为n-1个转矩子区间，以及可以将电机的转速区间由m个转速点等分为m-1个转速子区间。
示例地，在测功机测试时，将转矩区间和转速区间输入至测功机中，从转矩区间中选择n个转矩点和m个转速点，并在每次控制测功机进行测试时，主控制器(VehicleControl Unit，VCU)直接发送给电机控制器(Motor control unit，MCU)控制指令，也可以是电机控制器间接收的控制指令。此时，控制指令包括转矩指令和转速指令，且转矩指令中包括任一转矩点对应的转矩值，以及转速指令中包括任一转速点对应的转速值。电机控制器接收转矩指令和转速指令，并从转矩指令和转速指令中获取转矩值和转速值，以执行以下步骤。
在步骤S102中，根据转速值、转矩值和目标直轴电流参数，确定总损耗功率，其中，目标直轴电流参数是直轴电流参数集合中的任一直轴电流参数。
示例的，直轴电流参数集合包括电机运行过程中电流为0以及电流为负的Imax之间的多个直轴电流值，电机运行后转矩超过预设值后，电流值不再改变而是一个恒定值，Imax可以是这个恒定值。多个直轴电流值为p个，p个直轴电流值将0至-Imax等分为p-1个直轴电流子区间，也可以不等分，多个目标直轴电流参数是直轴电流参数集合中的任一值。总损耗功率中包括铜耗功率以及铁耗功率，根据转矩值和目标直轴电流参数可以得到与目标直轴电流参数对应的目标交轴电流参数，根据目标直轴电流参数和目标交轴电流参数可以得到铜耗功率，而根据转速值、目标直轴电流参数和目标交轴电流参数可以得到铁耗功率，铜耗功率和铁耗功率之和可以作为总损耗功率。
在步骤S103中，将满足标定条件的总损耗功率对应的目标直轴电流参数标定为电机在转速值和转矩值工况下的第一目标控制参数。
示例地，根据直轴电流参数集合中的多个直轴电流参数可以得到多个总损耗功率，将该多个总损耗功率进行排序，标定条件可以为在该排序中位于预设位序的总损耗功率，或者可以该多个总损耗功率小于预设损耗功率阈值的任一个总损耗功率，预设损耗功率阈值可以根据经验进行标定，在此不详细阐述。
示例地，满足标定条件的总损耗功率对应的目标直轴电流参数标定为电机在转速值和转矩值工况下的第一目标控制参数，以使电机在实际运行时，其运行转速为该转速值、且运行转矩为该转矩值的工况下，可以由电机控制器控制电机的控制参数为该第一目标控制参数，以优化电机运行效率。
需要说明的是，在电机的直轴电流参数为第一目标控制参数时，与直轴电流参数相对应的交轴电流参数可以在电机运行过程中根据电机的扭矩值和该直轴电流参数进行运算得到，也可以在标定过程中将满足标定条件的的总损耗功率对应的目标直轴电流参数标定为电机在转速值和转矩值工况下的第一目标控制参数。
本公开实施例中，通过根据电机的转矩值、转速值和直轴电流参数集合中的任一直轴电流参数确定总损耗功率，并将满足标定条件的总损耗功率对应的目标直轴电流参数标定为电机在转速值和转矩值工况下的第一目标控制参数。电机在实际运行时，其运行转速为该转速值、且运行转矩为该转矩值的工况下，电机控制器可以控制电机的控制参数为该第一目标控制参数，该第一目标控制参数在标定时考虑了满足标定条件的电机的总损耗功率，而标定条件的限制使得电机实际运行时的损耗功率较小，如此，电机运行转速为该转速值、且运行转矩为该转矩值的工况下，控制电机的控制参数为标定的第一目标控制参数，可以优化电机的运行效率。
在一些实施例中，根据转速值、转矩值和目标直轴电流参数，确定总损耗功率，包括：
根据转矩值和目标直轴电流参数，确定目标交轴电流参数；
根据转速值、目标直轴电流参数以及目标交轴电流参数，确定总损耗功率。
示例地，根据转矩值和目标直轴电流参数可以计算得到与该目标直轴电流参数对应的目标交轴电流参数，例如根据以下公式获得目标交轴电流参数iq：
其中，id为目标直轴电流参数，Tq为转矩指令包含的转矩值，ψf为电机转子磁链，P为电机极对数，Ld为直轴(D轴)电感，Lq为交轴(Q轴)电感。
由此，本公开实施例便可以根据转矩值和目标直轴电流参数确定目标交轴电流参数。
在一些实施例中，根据转速值、目标直轴电流参数以及目标交轴电流参数，确定总损耗功率，包括：
将转速值、目标直轴电流参数以及目标交轴电流参数输入至全维状态观测器，以输出电机的目标铁耗电流分量；
根据目标铁耗电流分量，确定电机的铁耗功率；
根据目标直轴电流参数和目标交轴电流参数，确定电机的铜耗功率；
将铁耗功率和铜耗功率之和确定为总损耗功率。
示例地，将转速值、目标直轴电流参数以及目标交轴电流参数输入至全维状态观测器，可以得到电机的目标铁耗电流分量和转矩电流分量，其中目标铁耗电流分量包括直轴铁耗电流分量以及交轴铁耗电流分量，转矩电流分量也分为直轴电流分量和交轴电流分量，可以理解的是，直轴铁耗电流分量与直轴电流分量之和可以等于目标直轴电流参数，交轴铁耗电流分量与交轴电流分量之和可以等于目标交轴电流参数。
示例地，全维状态观测器(full state observer)是一种利用系统的输出量和输入变量来观测或重构或估计必要的和足够的部分状态变量的装置，假设系统的状态向量是a维的，控制向量是b维的，输出向量是c维的，系统的输出矩阵满秩，状态观测器理论指出，状态向量的a个分量可以由固定设定(或者能够测量得到)的输出向量直接产生。下述实施例会对全维观测器的原理进一步说明，此处不再赘述。
示例地，可以根据目标铁耗电流分量，确定电机的铁耗功率，例如根据以下公式获得铁耗功率Pironloss：
其中，Rc为铁耗参数，icd为直轴铁耗电流分量，icq为交轴铁耗电流分量。
示例地，可以根据目标直轴电流参数和目标交轴电流参数，确定电机的铜耗功率，例如根据以下公式获得铁耗功率Pculoss：
其中，Rs为电机相电阻，Ld为直轴(D轴)电感，Lq为交轴(Q轴)电感。
示例地，将铁耗功率和铜耗功率之和确定为总损耗功率，例如可以根据以下公式获得总损耗功率Ploss：
PLoss＝PcuLoss+PironLoss
其中，Pculoss为铜耗功率，Pironloss为铁耗功率。
在一些实施例中，将转速值、目标直轴电流参数以及目标交轴电流参数输入至全维状态观测器，以输出电机的目标铁耗电流分量，包括：
获取电机的转子参数、电压参数、电感参数以及相电阻参数；
根据转子参数以及电压参数，确定输入变量；
根据转速值，获取电机的电角速度；
根据电机的角速度、电感参数以及相电阻参数，确定全维状态观测器的系数矩阵；
将目标直轴电流参数以及目标交轴电流参数作为全维状态观测器的输出量，并将输入变量输入到包括系数矩阵的全维状态观测器中，得到目标状态变量，目标状态变量包括目标铁耗电流分量。
示例地，转子参数可以包括电机转子磁链ψf，是电机的固有参数。电压参数包括直轴电压参数ud以及交轴电压参数uq，可以通过电机的电流参数实时计算得到，或者通过电压传感器实时采集得到。电感参数包括直轴电压参数Ld以及交轴电压参数Lq，是电机固有参数。电机的电角速度w可以通过转速与电角速度之间的转换公式w＝2πv/P转换得到，其中v为转速，P为电机极对数，还可以通过传感器实时采集得到。
示例地，根据转子参数以及电压参数，确定输入变量可以表示为：
z＝[uduqψf]T
根据电机的角速度、电感参数以及相电阻参数，确定全维状态观测器的系数矩阵A和系数矩阵B可以表示为：
全维状态观测器的输出量可以表示为：
y＝[idiq]T
全维状态观测器的状态变量可以表示为：
x＝[iodioqicdicq]T
如上，全维状态观测器的状态方程可以表示为：
其中，ud为直轴电压参数，uq为交轴电压参数，ψf为电机转子磁链，Rs为电机相电阻，w为电角速度，Ld为直轴(D轴)电感，Lq为交轴(Q轴)电感，id为目标直轴电流参数，iq为目标交轴电流参数，iod为直轴转矩电流分量，ioq为交轴转矩电流分量，icd为直轴铁耗电流分量，icq为交轴铁耗电流分量。
示例地，全维状态观测器的控制原理可以包括，根据输入变量和输出量，对状态变量进行先验估计，得到先验状态变量，并在此过程中通过计算测量数据误差和全维观测器的计算误差，得到先验误差协方差；根据先验误差协方差进行增益计算，得到用于数据补偿的增益矩阵，根据增益矩阵对先验状态变量和先验误差协方差进行补偿，得到后验状态变量和后验误差协方差。根据后验状态变量和后验误差协方差代入到计算先验状态变量和先验误差协方差的公式中进行计算，并再次重复执行根据先验误差协方差进行增益计算的过程，直至中间误差协方差达到收敛条件后，输出目标状态变量，其中，收敛条件包括观测器对一个工况点执行运算的时长达到预设时长，其中，收敛时间约为500ms，而为了保证收敛完成，且收敛后的数据较为稳定，预设时长可以为1s。
本公开实施例中，通过实验室台架标定计算可以获得与电动汽车实际运行工况近似的数据，且测试过程不需复杂的测试设备，仅需要有测功机的简单对拖台架，上位机编写好运行工况(转矩指令、转速指令)后控制测功机运行，控制器算法可以自动完成最优电流控制指令的标定。且本公开实施例的观测算法对收敛时间要求不高，避免了观测算法不适用于电动汽车实际运行中的高动态性能要求的问题。
在一种可选的实施例中，采用全维状态观测器的观测过程如下：
(1)根据输入变量和输出量进行先验估计，得到先验状态变量具体如下：
其中，为本次循环的先验状态变量，是一个估计值，A为上述的系数矩阵A，B为上述的系数矩阵B，/>为上一循环得到的后验状态变量，zk-1为上一循环的输入变量。
(2)对先验估计过程中的误差进行计算，得到先误差协方差具体如下：
其中，/>
其中，为本次循环的先验误差协方差，A为上述的系数矩阵A，Pk-1为上一循环得到的后验误差协方差，AT为上述的系数矩阵A的转置矩阵，Q是系统噪声协方差，g为系统噪声协方差的矩阵系数，与收敛速度、精度、电机参数等因素有关。
(3)根据先误差协方差进行增益计算，得到增益矩阵KK，具体如下：
其中，/>
其中，KK为增益矩阵，H为输出矩阵，为本次循环的先验误差协方差，HT为上述的输出矩阵H的转置矩阵，R为测量噪声协方差矩阵，s为测量噪声协方差矩阵的矩阵系数，与收敛速度、精度、电机参数等因素有关。
(4)根据增益矩阵，进行后验估计，得到后验状态变量具体如下：
其中，为本次循环的后验状态变量，是一个估计值，/>为本次循环的先验状态变量，KK为增益矩阵，H为输出矩阵，zk为输出量，zk＝y＝[idiq]T。
(5)根据增益矩阵，计算后验误差协方差Pk，具体如下：
其中，Pk为本次循环的后验误差协方差，KK为增益矩阵，H为输出矩阵，为本次循环的先验误差协方差。
(6)重复执行以上步骤(1)至(5)进行迭代计算，直至全维状态观测器的观测算法收敛，输出目标状态变量，目标状态变量包括目标铁耗电流分量以及目标转矩电流分量。
在一些实施例中，方法还包括：
将满足标定条件的总损耗功率对应的目标交轴电流参数标定为电机在转速值和转矩值工况下的第二目标控制参数。
示例地，在控制参数标定时，第一目标控制参数为目标直轴电流参数。目标交轴电流参数可以同时进行标定，也可以在车辆实际运行过程中，根据目标直轴电流参数和测定的转矩参数计算得到目标交轴电流参数。但为了能无需计算使得车辆可以通过查表同时得到目标直轴电流参数和目标交轴电流参数，将在标定过程中根据转矩值和目标直轴电流参数确定的目标交轴电流参数直接确定为电机在转速值和转矩值工况下的第二目标控制参数。
在一些实施例中，在将满足标定条件的总损耗功率对应的目标直轴电流参数标定为电机在转速值和转矩值工况下的第一目标控制参数后，方法还包括：
将第一目标控制参数写入电机控制参数标定二维表中，并重复执行以下步骤，获得电机控制参数的目标标定二维表：
获取电机的新的转矩值，根据新的转矩值、转速值和目标直轴电流参数，确定第一总损耗功率，将满足标定条件的第一总损耗功率所对应的目标直轴电流参数标定为电机在转速值和新的转矩值工况下的第一目标控制参数，将电机在转速值和新的转矩值工况下的第一目标控制参数写入标定二维表。
示例地，上述实施例是针对该转矩值和该转速值进行标定第一目标控制参数以及第二目标控制参数的过程。本实施例中，通过根据新的转矩值，而固定上述转速值，并重复执行以上标定过程，得到转速值和新的转矩值工况下的第一目标控制参数。将转速值和多个转矩值对应工况下获得的第一目标控制参数写入标定二维表，可以得到在该转速值和多个转矩值下的电机运行工况对应的目标标定二维表。
在一些实施例中，方法还包括：
获取电机的新的转速值；
根据新的转速值、转矩值和目标直轴电流参数，确定第二总损耗功率，将满足标定条件的第二总损耗功率所对应的目标直轴电流参数标定为电机在新的转速值和转矩值工况下的第一目标控制参数，并将电机在新的转速值和转矩值工况下的第一目标控制参数写入标定二维表；或者，
根据新的转速值、新的转矩值和目标直轴电流参数，确定第三总损耗功率，将满足标定条件的第三总损耗功率所对应的目标直轴电流参数标定为电机在新的转速值和新的转矩值工况下的第一目标控制参数，将电机在新的转速值和新的转矩值工况下的第一目标控制参数写入标定二维表。
示例地，本实施例中，通过根据新的转矩值和新的转速值，重复执行以上标定过程，得到新的转速值和新的转矩值工况下的第一目标控制参数。将多个转速值和多个转矩值对应工况下获得的第一目标控制参数写入标定二维表，可以得到在多个转速值和多个转矩值下的电机运行工况对应的目标标定二维表。具体的，目标标定二维表的示例图如图2所示，图2中目标标定二维表的横轴为转速，且转速区间的范围为1000rpm-18000rpm；目标标定二维表的纵轴为转矩，且转矩区间的范围为20Nm-400Nm；目标二维表中的数据为第一目标控制参数，即直轴电流参数。
另外，根据如上实施例，在得到关于第一目标控制参数的目标二维表的同时，可以标定出关于第二目标控制参数的目标二维表。具体是根据转矩值和转速值，得到该转矩值和该转速值的工况下对应的目标直轴电流参数作为第一目标控制参数后，将根据该转矩值和目标直轴电流参数得到的目标交轴电流参数确定为在该转矩值和该转速值的工况下的第二目标控制参数。在上述根据新的转矩值和/或新的转速值确定相应的第一目标控制参数时，同样得到与第一目标控制参数对应的第二目标控制参数，最终标定得到关于第二目标控制参数的目标二维表。如图3所示，图3中关于第二目标控制参数的目标标定二维表，横轴为转速，且转速区间的范围为1000rpm-18000rpm；纵轴为转矩，且转矩区间的范围为20Nm-400Nm；目标二维表中的数据为第二目标控制参数，即交轴电流参数。
图4是根据一示例性实施例示出的一种电机效率优化方法的流程图，如图4所示，包括以下步骤。
S201、获取电机的目标转矩值和目标转速值。
示例地，在车辆电机运行过程中，接收转矩指令，以获取电机的目标转矩值。其中，转矩指令可以是主控制器(Vehicle Control Unit，VCU)直接发送给电机控制器(Motorcontrol unit，MCU)的转矩控制指令，也可以是电机控制器间接收的转矩控制指令。此时，转矩指令为包含转矩值的电流指令，该电流指令可以是电机控制器对主控制器直接发送的转矩控制指令进行转换获得的电流形式的转矩控制指令。转矩指令的接收方式和具体形式，可以根据实际需求选择。
示例地，转矩指令可以是整车控制器利用通讯数据实时获取并传输至电机控制器的。另外，电机转速可以是实测转速值，其可以是车辆通过速度传感器实时获取的。
需要说明的是，转矩指令和电机的目标转速值可以是车辆在运行过程中电机控制器实时获取的，即电机控制器可以接收整车控制器实时采集的转矩指令，以及接收速度传感器实时采集的目标转速值。
S202、根据目标转矩值和目标转速值，从目标标定二维表中确定控制参数，其中，目标标定二维表根据本公开实施例的电机控制参数标定方法得到。
示例地，根据目标转矩值和目标转速值，可以通过上述实施例所述的电机控制参数标定方法得到的目标标定二维表，查询得到目标转矩值和目标转速值对应的控制参数。
具体的，在只存在关于第一目标控制参数的目标标定二维表时，控制参数可以为直轴电流参数，根据目标转矩值和目标转速值，从目标标定二维表中确定控制参数的步骤包括：根据目标转矩值和目标转速值，从目标标定二维表中确定目标直轴电流控制参数，根据目标直轴电流控制参数和目标转矩值，计算确定目标交轴电流控制参数，根据目标直轴电流控制参数和目标交轴电流控制参数，确定该控制参数。
可以理解的是，根据目标直轴电流控制参数和目标转矩值，计算确定目标交轴电流控制参数的计算公式如下：
/>
其中，idref为目标直轴电流控制参数，iqref为目标交轴电流控制参数，Tqref为目标转矩值，ψf为电机转子磁链，P为电机极对数，Ld为直轴(D轴)电感，Lq为交轴(Q轴)电感。
具体的，在目标标定二维表包括关于第一目标控制参数的第一目标二维表、且包括关于第二目标控制参数的第二目标二维表时，根据目标转矩值和目标转速值，从目标标定二维表中确定控制参数的步骤包括：根据目标转矩值和目标转速值，从第一目标二维表中确定目标直轴电流控制参数，并根据目标转矩值和目标转速值，从第二目标二维表中确定目标交轴电流控制参数，根据目标直轴电流控制参数和目标交轴电流控制参数，确定该控制参数。
S203、根据控制参数控制电机运行，以对电机的运行效率进行优化。
示例地，确定控制参数后，可以基于该控制参数控制电机运行，由于在目标标定二维表中的控制参数在标定时考虑了电机的铜耗和铁耗等损耗对应的总损耗功率，并且该总损耗功率满足标定条件，如此，控制电机实际运行时的控制参数为从目标标定二维表中获取，可以优化电机的运行效率。
图5是根据一示例性实施例示出的一种电机控制参数标定装置的框图。参照图5，该电机控制参数标定装置300包括获取模块310，确定模块320和标定模块330。
该获取模块310，被配置为获取电机的转矩值和转速值；
该确定模块320，被配置为根据转速值、转矩值和目标直轴电流参数，确定总损耗功率，其中，目标直轴电流参数是直轴电流参数集合中的任一直轴电流参数；
该标定模块330，被配置为将满足第一标定条件的总损耗功率对应的目标直轴电流参数标定为电机在转速值和转矩值工况下的第一目标控制参数。
在一些实施例中，该确定模块320包括：
第一确定子模块，被配置为根据转矩值和目标直轴电流参数，确定目标交轴电流参数；
第二确定子模块，被配置为根据转速值、目标直轴电流参数以及目标交轴电流参数，确定总损耗功率。
在一些实施例中，第二确定子模块包括：
观测单元，被配置为将转速值、目标直轴电流参数以及目标交轴电流参数输入至全维状态观测器，以输出电机的目标铁耗电流分量；
第一确定单元，被配置为根据目标铁耗电流分量，确定电机的铁耗功率；
第二确定单元，被配置为根据目标直轴电流参数和目标交轴电流参数，确定电机的铜耗功率；
第三确定单元，被配置为将铁耗功率和铜耗功率之和确定为总损耗功率。
在一些实施例中，该观测单元具体被配置为：
获取电机的转子参数、电压参数、电感参数以及相电阻参数；
根据转子参数以及电压参数，确定输入变量；
根据转速值，获取电机的电角速度；
根据电机的角速度、电感参数以及相电阻参数，确定全维状态观测器的系数矩阵；
将目标直轴电流参数以及目标交轴电流参数作为全维状态观测器的输出量，并将输入变量输入到包括系数矩阵的全维状态观测器中，得到目标状态变量，目标状态变量包括目标铁耗电流分量。
在一些实施例中，电机控制参数标定装置300还包括：
目标标定模块，被配置为将满足标定条件的总损耗功率对应的目标交轴电流参数标定为电机在转速值和转矩值工况下的第二目标控制参数。
在一些实施例中，电机控制参数标定装置300还包括：
第一写入模块，被配置为将第一目标控制参数写入电机控制参数标定二维表中，并重复执行以下步骤，获得电机控制参数的目标标定二维表：
获取电机的新的转矩值，根据新的转矩值、转速值和目标直轴电流参数，确定第一总损耗功率，将满足标定条件的第一总损耗功率所对应的目标直轴电流参数标定为电机在转速值和新的转矩值工况下的第一目标控制参数，将电机在转速值和新的转矩值工况下的第一目标控制参数写入标定二维表。
在一些实施例中，电机控制参数标定装置300还包括第二写入模块，该第二写入模块被配置为：
获取电机的新的转速值；
根据新的转速值、转矩值和目标直轴电流参数，确定第二总损耗功率，将满足标定条件的第二总损耗功率所对应的目标直轴电流参数标定为电机在新的转速值和转矩值工况下的第一目标控制参数，并将电机在新的转速值和转矩值工况下的第一目标控制参数写入标定二维表；或者，
根据新的转速值、新的转矩值和目标直轴电流参数，确定第三总损耗功率，将满足标定条件的第三总损耗功率所对应的目标直轴电流参数标定为电机在新的转速值和新的转矩值工况下的第一目标控制参数，将电机在新的转速值和新的转矩值工况下的第一目标控制参数写入标定二维表。
关于上述实施例中的电机控制参数标定装置300，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该电机控制参数标定方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
图6是根据一示例性实施例示出的一种电机效率优化装置的框图。参照图6，该电机效率优化装置400包括目标值获取模块410，控制参数确定模块420和电机控制模块430。
目标值获取模块410，被配置为获取电机的目标转矩值和目标转速值；
控制参数确定模块420，被配置为根据目标转矩值和目标转速值，从目标标定二维表中确定控制参数，其中，目标标定二维表根据本公开实施例第一方面中的电机控制参数标定方法得到；
电机控制模块430，被配置为根据控制参数控制电机运行，以对电机的运行效率进行优化。
关于上述实施例中的电机效率优化装置400，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该电机效率优化方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
本公开还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该程序指令被第一处理器执行时实现本公开实施例提供的电机控制参数标定方法。
本公开还提供一种电子设备，包括：
存储装置，其上存储有第一计算机程序；
控制装置，用于执行存储装置中的第一计算机程序，以实现本公开实施例提供的电机控制参数标定方法。
本公开还提供一种车辆，包括：
电机；
存储器，其上存储有第二计算机程序；
控制器，用于执行存储器中的第二计算机程序，以实现本公开实施例提供的电机效率优化方法，以对电机的运行效率进行优化。
图7是根据一示例性实施例示出的一种车辆600的框图。例如，车辆600可以是混合动力车辆，也可以是非混合动力车辆、电动车辆、燃料电池车辆或者其他类型的车辆。车辆600可以是自动驾驶车辆或者半自动驾驶车辆。
参照图7，车辆600可包括各种子系统，例如，信息娱乐系统610、感知系统620、决策控制系统630、驱动系统640以及计算平台650。其中，车辆600还可以包括更多或更少的子系统，并且每个子系统都可包括多个部件。另外，车辆600的每个子系统之间和每个部件之间可以通过有线或者无线的方式实现互连。
在一些实施例中，信息娱乐系统610可以包括通信系统，娱乐系统以及导航系统等。
感知系统620可以包括若干种传感器，用于感测车辆600周边的环境的信息。例如，感知系统620可包括全球定位系统(全球定位系统可以是GPS系统，也可以是北斗系统或者其他定位系统)、惯性测量单元(inertial measurement unit，IMU)、激光雷达、毫米波雷达、超声雷达以及摄像装置。
决策控制系统630可以包括计算系统、整车控制器、转向系统、油门以及制动系统。
驱动系统640可以包括为车辆600提供动力运动的组件。在一个实施例中，驱动系统640可以包括引擎、能量源、传动系统和车轮。引擎可以是内燃机、电动机、空气压缩引擎中的一种或者多种的组合。引擎能够将能量源提供的能量转换成机械能量。
车辆600的部分或所有功能受计算平台650控制。计算平台650可包括至少一个处理器651和存储器652，处理器651可以执行存储在存储器652中的指令653。
处理器651可以是任何常规的处理器，诸如商业可获得的CPU。处理器还可以包括诸如图像处理器(Graphic Process Unit，GPU)，现场可编程门阵列(Field ProgrammableGate Array，FPGA)、片上系统(System on Chip，SOC)、专用集成芯片(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)或它们的组合。
存储器652可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
除了指令653以外，存储器652还可存储数据，例如道路地图，路线信息，车辆的位置、方向、速度等数据。存储器652存储的数据可以被计算平台650使用。
在本公开实施例中，处理器651可以执行指令653，以完成上述的电机效率优化方法的全部或部分步骤。
在另一示例性实施例中，还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包含能够由可编程的装置执行的计算机程序，该计算机程序具有当由该可编程的装置执行时用于执行上述的电机效率优化方法的代码部分。
本领域技术人员在考虑说明书及实践本公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (11)
1.一种电机控制参数标定方法，其特征在于，包括：
获取电机的转矩值和转速值；
根据所述转速值、所述转矩值和目标直轴电流参数，确定总损耗功率，其中，所述目标直轴电流参数是直轴电流参数集合中的任一直轴电流参数；
将满足标定条件的总损耗功率对应的目标直轴电流参数标定为电机在所述转速值和所述转矩值工况下的第一目标控制参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述转速值、所述转矩值和目标直轴电流参数，确定总损耗功率，包括：
根据所述转矩值和所述目标直轴电流参数，确定目标交轴电流参数；
根据所述转速值、所述目标直轴电流参数以及所述目标交轴电流参数，确定所述总损耗功率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述转速值、所述目标直轴电流参数以及所述目标交轴电流参数，确定所述总损耗功率，包括：
将所述转速值、所述目标直轴电流参数以及所述目标交轴电流参数输入至全维状态观测器，以输出电机的目标铁耗电流分量；
根据所述目标铁耗电流分量，确定电机的铁耗功率；
根据所述目标直轴电流参数和所述目标交轴电流参数，确定电机的铜耗功率；
将所述铁耗功率和所述铜耗功率之和确定为所述总损耗功率。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述转速值、所述目标直轴电流参数以及所述目标交轴电流参数输入至全维状态观测器，以输出电机的目标铁耗电流分量，包括：
获取电机的转子参数、电压参数、电感参数以及相电阻参数；
根据所述转子参数以及所述电压参数，确定输入变量；
根据所述转速值，获取电机的电角速度；
根据所述电机的角速度、所述电感参数以及所述相电阻参数，确定所述全维状态观测器的系数矩阵；
将所述目标直轴电流参数以及所述目标交轴电流参数作为所述全维状态观测器的输出量，并将所述输入变量输入到包括所述系数矩阵的全维状态观测器中，得到目标状态变量，所述目标状态变量包括所述目标铁耗电流分量。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将满足所述标定条件的总损耗功率对应的目标交轴电流参数标定为电机在所述转速值和所述转矩值工况下的第二目标控制参数。
6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，在将满足标定条件的总损耗功率对应的目标直轴电流参数标定为电机在所述转速值和所述转矩值工况下的第一目标控制参数后，所述方法还包括：
将所述第一目标控制参数写入电机控制参数标定二维表中，并重复执行以下步骤，获得电机控制参数的目标标定二维表：
获取电机的新的转矩值，根据所述新的转矩值、所述转速值和所述目标直轴电流参数，确定第一总损耗功率，将满足所述标定条件的第一总损耗功率所对应的目标直轴电流参数标定为所述电机在所述转速值和所述新的转矩值工况下的第一目标控制参数，将所述电机在所述转速值和所述新的转矩值工况下的第一目标控制参数写入所述标定二维表。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取电机的新的转速值；
根据所述新的转速值、所述转矩值和所述目标直轴电流参数，确定第二总损耗功率，将满足所述标定条件的第二总损耗功率所对应的目标直轴电流参数标定为所述电机在所述新的转速值和所述转矩值工况下的第一目标控制参数，并将所述电机在所述新的转速值和所述转矩值工况下的第一目标控制参数写入所述标定二维表；或者，
根据所述新的转速值、所述新的转矩值和所述目标直轴电流参数，确定第三总损耗功率，将满足所述标定条件的第三总损耗功率所对应的目标直轴电流参数标定为所述电机在所述新的转速值和所述新的转矩值工况下的第一目标控制参数，将所述电机在所述新的转速值和所述新的转矩值工况下的第一目标控制参数写入所述标定二维表。
8.一种电机效率优化方法，其特征在于，包括：
获取电机的目标转矩值和目标转速值；
根据所述目标转矩值和所述目标转速值，从目标标定二维表中确定控制参数，其中，所述目标标定二维表根据权利要求6或7中所述的电机控制参数标定方法得到；
根据所述控制参数控制所述电机运行，以对所述电机的运行效率进行优化。
9.一种电机控制参数标定装置，其特征在于，包括：
获取模块，被配置为获取电机的转矩值和转速值；
确定模块，被配置为根据所述转速值、所述转矩值和目标直轴电流参数，确定总损耗功率，其中，所述目标直轴电流参数是直轴电流参数集合中的任一直轴电流参数；
标定模块，被配置为将满足第一标定条件的总损耗功率对应的目标直轴电流参数标定为电机在所述转速值和所述转矩值工况下的第一目标控制参数。
10.一种电机效率优化装置，其特征在于，包括：
目标值获取模块，被配置为获取电机的目标转矩值和目标转速值；
控制参数确定模块，被配置为根据所述目标转矩值和所述目标转速值，从目标标定二维表中确定控制参数，其中，所述目标标定二维表根据权利要求6或7中所述的电机控制参数标定方法得到；
电机控制模块，被配置为根据所述控制参数控制所述电机运行，以对所述电机的运行效率进行优化。
11.一种车辆，其特征在于，包括：
电机；
存储器，其上存储有第二计算机程序；
控制器，用于执行所述存储器中的所述第二计算机程序，以实现权利要求8所述的电机效率优化方法，以对所述电机的运行效率进行优化。
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