CN116938054A - 用于控制电机的方法、电子设备和车辆 - Google Patents

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Abstract

本公开的实施例提供了一种用于控制电机的方法、电子设备和车辆。该方法包括获取电机的当前转速并将当前转速与阈值转速比较；响应于当前转速大于或等于阈值转速，根据当前转速确定相关系数因子；根据相关系数因子确定用于解耦的积分分量和前馈分量；以及根据所确定的积分分量和前馈分量来确定用于控制电机的直轴电压值和交轴电压值。通过在复矢量电流环设计方案的基础上引入用于交叉解耦的作为转速的函数的前馈分量和积分分量，能够克服高转速区含有转速的前馈量的扰动干扰，还能够解决超调量超标而引起的动态收敛速度慢的问题。

Description

用于控制电机的方法、电子设备和车辆
技术领域
本公开的实施例总体上涉及电机控制的领域，并且更具体地，涉及用于控制电机的方法、电子设备和由电机驱动的车辆。
背景技术
电机，又被成为马达，是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。电机的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。电机按结构和原理可以分为直流电机和交流电机。交流电机又可以被分为永磁同步电机和异步感应电机等。
电机的控制动伺服一般是采用三环控制系统，从内到外依次是电流环、速度环、位置环。电流环用来控制电机转矩，所以在转矩模式下驱动器的运算最小，动态响应最快。电流环是控制的根本，在系统进行速度和位置控制的同时系统也在进行电流/转矩的控制以达到对速度和位置的相应控制。
电流环环路设计通常主要有两种方案：经典电流环设计法和复矢量电流环设计法。经典电流环方案由于严重依赖电机参数的准确性而容易在高速工况运行时因电感参数饱和而导致控制系统不稳定，参数敏感性较差；复矢量电流环又因只前馈反电动势而造成系统具有较大的超调量而影响电流环的动态性能。
发明内容
本公开的实施例提供一种用于控制电机的方法和电子设备，以至少部分地解决现有技术中存在的上述问题以及其他潜在问题。
在本公开的一个方面，提供了一种用于控制电机的方法。该方法包括获取所述电机的当前转速并将所述当前转速与阈值转速比较；响应于所述当前转速大于或等于所述阈值转速，根据所述当前转速确定相关系数因子；根据所述相关系数因子确定用于解耦的积分分量和前馈分量；以及根据所确定的积分分量和前馈分量来确定用于控制所述电机的直轴电压值和交轴电压值。
在一些实施例中，确定相关系数因子包括根据所述当前转速确定所述当前转速所处的转速区间；根据所确定的转速区间获取因子计算系数；以及根据所述当前转速以及所述因子计算系数确定所述相关系数因子。
在一些实施例中，所述相关系数因子包括积分因子和前馈因子。
在一些实施例中，确定用于控制所述电机的直轴电压值和交轴电压值包括确定直轴电流偏差值和交轴电流偏差值；根据所述当前转速确定所述积分因子；根据所确定的积分因子以及所确定的直轴电流偏差值和交轴电流偏差值确定比例积分调节器输出值；以及对所述比例积分调节器输出值进行限幅以确定所述经限幅的比例积分调节器输出值。
在一些实施例中，确定直轴电流偏差值和交轴电流偏差值包括获取给定直轴电流值和给定交轴电流值；获取实时直轴电流值和实时交轴电流值；以及根据所述给定直轴电流值和所述实时直轴电流值确定直轴电流偏差值，并且根据所述给定交轴电流值和所述实时交轴电流值确定交轴电流偏差值。
在一些实施例中，确定用于控制所述电机的直轴电压值和交轴电压值还包括：根据所述当前转速、给定直轴电流值、给定交轴电流值以及所述前馈因子确定前馈分量；根据所述前馈分量以及所述经限幅的比例积分调节器输出值确定所述直轴电压值和所述交轴电压值。
在一些实施例中，所述相关系数因子还包括比例参数和积分参数。
在一些实施例中，确定比例积分调节器输出值包括：根据所述比例参数以及所述直轴电流偏差值和所述交轴电流偏差值确定比例输出值；根据所述积分参数以及所述直轴电流偏差值和所述交轴电流偏差值确定积分输出值；根据所述积分因子、所述积分参数以及所述直轴电流偏差值和所述交轴电流偏差值确定所述积分分量；以及根据所述比例输出值、所述积分输出值和所述积分分量确定所述比例积分调节器输出值。
在一些实施例中，方法还包括对所确定的所述直流电压值和所述交轴电压值通过Park逆变换和Clark逆变换确定用于施加到所述电机的定子绕组的相电压。
在本公开的第二方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括至少一个处理单元，以及至少一个存储器，被耦合至所述至少一个处理单元，并且适于存储指令，所述指令在被所述至少一个处理单元执行时使得所述至少一个处理单元：获取所述电机的当前转速并将所述当前转速与阈值转速比较；响应于所述当前转速大于或等于所述阈值转速，根据所述当前转速确定相关系数因子；根据所述相关系数因子确定用于解耦的积分分量和前馈分量；以及根据所确定的积分分量和前馈分量来确定用于控制所述电机的直轴电压值和交轴电压值。
在一些实施例中，处理单元还被配置为根据所述当前转速确定所述当前转速所处的转速区间；根据所确定的转速区间获取因子计算系数；以及根据所述当前转速以及所述因子计算系数确定所述相关系数因子。
在一些实施例中，所述相关系数因子包括积分因子和前馈因子。
在一些实施例中，处理单元还被配置为确定直轴电流偏差值和交轴电流偏差值；根据所述当前转速确定所述积分因子；根据所确定的积分因子以及所确定的直轴电流偏差值和交轴电流偏差值确定比例积分调节器输出值；以及对所述比例积分调节器输出值进行限幅以确定所述经限幅的比例积分调节器输出值。
在一些实施例中，处理单元还被配置为获取给定直轴电流值和给定交轴电流值；获取实时直轴电流值和实时交轴电流值；以及根据所述给定直轴电流值和所述实时直轴电流值确定直轴电流偏差值，并且根据所述给定交轴电流值和所述实时交轴电流值确定交轴电流偏差值。
在一些实施例中，处理单元还被配置为根据所述当前转速、给定直轴电流值、给定交轴电流值以及所述前馈因子确定前馈分量；根据所述前馈分量以及所述经限幅的比例积分调节器输出值确定所述直轴电压值和所述交轴电压值。
在一些实施例中，相关系数因子还包括比例参数和积分参数。
在一些实施例中，根据所述比例参数以及所述直轴电流偏差值和所述交轴电流偏差值确定比例输出值；根据所述积分参数以及所述直轴电流偏差值和所述交轴电流偏差值确定积分输出值；根据所述积分因子、所述积分参数以及所述直轴电流偏差值和所述交轴电流偏差值确定所述积分分量；以及根据所述比例输出值、所述积分输出值和所述积分分量确定所述比例积分调节器输出值。
在一些实施例中，对所确定的所述直流电压值和所述交轴电压值通过Park逆变换和Clark逆变换确定用于施加到所述电机的定子绕组的相电压。
根据本公开的第三方面，还提供了一种车辆。该车辆包括电机，用于驱动所述车辆运动；以及根据第二方面所述的电子设备。
根据本公开的第四方面，提供了一种计算机可读介质。该计算机可读介质具有存储在其上的计算机可读指令，所述指令在被处理单元执行时使得所述处理单元执行上文中第一方面所述的方法。
应当理解，发明内容部分并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，亦非旨在用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
以下通过结合附图更详细地描绘本公开的示例性实施例，本公开的上述目的和其它目的、特征和优点将变得更加明显，其中在本公开的示例性实施例中，相同的附图标记通常表示相同的部件。
图1示例性地示出了根据本公开的实施例的车辆的示意图；
图2示出了经典电流环控制框图；
图3示出了复矢量电流环控制框图；
图4示出了根据本公开的实施例的改进复矢量电流环控制框图；
图5示出了根据本公开实施例的控制电机的方法的流程图；
图6示出了根据本公开实施例的方法的程序实现示意图；以及
图7示出了可以用来实施本公开的实施例的电子设备的示意性框图。
具体实施方式
现在将参照附图中所示的各种示例性实施例对本公开的原理进行说明。应当理解，这些实施例的描述仅仅为了使得本领域的技术人员能够更好地理解并进一步实现本公开，而并不意在以任何方式限制本公开的范围。应当注意的是，在可行情况下可以在图中使用类似或相同的附图标记，并且类似或相同的附图标记可以表示类似或相同的功能。本领域的技术人员将容易地认识到，从下面的描述中，本文中所说明的结构和方法的替代实施例可以被采用而不脱离通过本文描述的本公开的原理。
图1中示出了诸如电动汽车的车辆200的仰视示意图，其中示出了除了一些必要的诸如轮胎等的部件外，电动汽车还包括电机201、处理单元202。应当理解的是，虽然在下文中将主要以电动汽车为例来描述对电机201的控制方法的改进，但这是示意性的，不旨在限制本公开的保护范围。只要能够应用根据本公开实施例的方法，其他任意适当的装置或者设备也是可能的。例如，在一些替代的实施例中，根据本公开实施例的方法和电子设备也同样可以应用于由电机201驱动的机床等。
本文中的电机201可以包括永磁同步电机或者异步感应电机。下文中将主要以永磁同步电机为例来描述根据本公开的发明构思。应当理解的是，对于电机为异步感应电机的情况也是类似的，只需要根据异步电机和同步电机的不同适当的调整参数即可，在下文中将不再分别赘述。
为了便于描述，先建立关于永磁同步电机的模型。为简化分析过程，在建立模型之前，首先假设电机电流为三相对称电流；忽略电机铁心饱和，不计涡流和磁阻损耗；转子上没有阻尼绕组；永磁体产生的主磁场和定子绕组产生的电枢反应磁场在气隙中为正态分布。在上述条件下，可得到永磁同步电机的直轴电压和交轴电压可以表示为以下等式。
其中ud、uq分别为定子电压的直轴分量和交轴分量，id、iq分别为定子电流的直轴分量和交轴分量；Ld、Lq分别为直轴电感和交轴电感；Ψf为转子磁链；Rs为定子相绕组电阻；ω为转子电角速度；p为微分算子。
为了简化分析，假设永磁同步电机为表贴式类型(即，隐极电机)，此时令Ld＝Lq＝Ls，其中Ls是相电感。应当理解的是，以表贴式电机为了来描述本申请的发明构思只是为了简化分析并且是示意性的，并不旨在限制本公开的保护范围。本申请的发明构思可以适用于内置式永磁同步电机(即，凸极电机)等任意适当的类型。下文中将主要以表贴式永磁同步电机为了来描述本申请的发明构思。对于其他类型，在下文中将不再分别赘述。
在这种情况下，上述等式(1)可以写成矢量形式的等式如下。
其中分别为定子电压矢量和电流矢量；/>为磁链矢量；Ls是相电感；ω为转子电角速度；Rs为定子相绕组电阻。
等式(2)经过拉普拉斯变换，得到以下等式。
电枢绕组在磁场中旋转，因此产生发电机效应。实际上旋转电枢产生一个感应电动势，与电枢电压极性相反，这种自感应电动势称为反电动势。如果将反电动势作为扰动量，则电机的矢量传递函数GM(s)可以表示为如下等式。
此时，将脉宽调制(PWM)逆变器视为一阶惯性缓解，其传递函数可以表示为如下等式。
其中TPWM为时间常数。
比例积分调节器的传递函数可以表示为如下等式。
其中Kp为比例系数，Ki为积分系数。
以此方式，静电电流环控制框图可以设计为如图2所示。在图2中，为直轴交轴等效电感实施估算值，/>为直交轴磁链矢量估算值。/>和/>都是/>和/>的二元函数，两者可以分别被表示为如下等式。
由此可见，此种控制算法用到了实时估算的电感值。然而由于实时估算电感值与实时实际电感值可能会存在一定的偏差，该经典电流环含有电感的交叉解耦项作为前馈分量在使电机处于高转速工况下导致控制系统不稳定。由于经典电流环严重依赖电感等参数，其对参数的敏感性很高。也就是说，电机参数的变化对电机闭环控制系统的影响程度较高。
因此，为了解决电机在高转速下的控制受含有电感的交叉解耦项导致容易发生控制发散的问题，传统的解决方案中有一种方案将电流环设计为复矢量电流环。具体而言，在复矢量电流环中，不再将含有电感的交叉解耦项作为前馈分量，而只将反电动势作为前馈分量，并将交叉解耦项在积分环节进行相关解耦处理，其控制框图如图3所示。
采用零极点对消的比例积分调节器参数设计方法，使得比例积分调节器的零点对消电机大惯性环节的极点。以此方式，比例积分调节器的参数可以设计为如下等式。
其中fPWM为开关频率，例如可以为10kHz或其他任意适当数值；Ld为直轴电感；Rs为定子相绕组电阻。
λp和λi都是随着转速ω而减小的函数，以克服反电动势在高转速区的扰动干扰。两个函数可采用分段线性化的手段来实现，具体表示为如下等式。
其中a1、……、ak，b1、……、bk，α1、……、αk，以及β1、……、βk为常数，其可以通过前期标定等方式获得。
然而，在实际的调试和运行过程中发现，只将反电动势作为前馈分量仍然会造成较大的超调量，从而引起控制系统收敛速度过慢等问题，最终会影响控制系统的动态性能。因此，亟需提供一种改进型的复矢量电流环来解决或者至少部分地解决上述或其他潜在问题。
为了在交叉解耦项的前馈分量和交叉解耦项的积分分量之间寻求系数的平衡，达到即能克服高速区前馈量的扰动干扰，又能解决超调量超标而导致的系统动态收敛慢的问题，发明人提出了一种改进型复矢量电流环的控制算法，该控制算法的控制框图如图4所示。从图4中可以看出，引入了含有电感的交叉解耦项的前馈分量不同于经典电流环中的前馈分量，在该前馈分两种，引入了前馈因子ρ。对于交叉解耦项的积分分量，引入了积分因子μ。前馈因子ρ、积分因子μ以及前文中提到的比例参数λp和积分参数λi，在下文中将被统称为相关系数因子。也就是说，本文中的相关系数因子可以包括前馈因子ρ和积分因子μ，同时也可以包括比例参数λp和积分参数λi。类似于比例参数λp和积分参数λi，前馈因子ρ和积分因子μ被设计为随着电机的转速ω变化的函数，具体可以表示为如下等式。以此方式，不能能够克服高转速区前馈量的扰动干扰，还能够解决超调量超标而导致的控制系统动态收敛慢的问题。
其中c1、……、ck，d1、……、dk，g1、……、gk，以及h1、……、hk为常数，其可以通过前期标定等方式获得。
例如，在某转速ω0时，令μ(ω0)＝1。该转速ω0可以为电机过弱磁点后开始干预的高转速点，也就是上述相关系数因子需要降低的转速点。随着转速的不断升高，当在转速ω1时，令μ(ω0)＝μ1。μ1即为积分因子，μ1＜1。根据等式(11)，令μ(ω)＝c1ω+d1，则c1和d1可以分别按如下等式求解。
采用类似方法，可以确定等式(11)和(12)中的其他参数c1、……、ck，d1、……、dk，g1、……、gk，以及h1、……、hk。这些作为常数的相关系数因子被存储到处理单元的存储器中，以供计算机程序在执行时调用。
基于此构思，根据本公开实施例提供了一种用于控制电机的方法。该方法可以由车辆的处理单元来执行，也可以由电机的处理单元来执行。例如，该方法可以被编程成计算机能够读取的指令并且存储在存储器中。此外，该方法也可以作为中断服务程序来在处理单元执行中断指令时来执行。当由处理单元执行该指令时，执行该指令所对应的方法的步骤。图5示出了根据本公开实施例的方法的流程图。
如图5所示，根据本公开实施例的方法，在框410，处理单元会获取电机的转子的当前转速并将所述当前转速与阈值转速比较。该阈值转速即为前文中提到的转速ω0可以为电机过弱磁点后开始干预的高转速点，也就是上述相关系数因子需要降低的转速点。
在框420，如果处理单元确定当前转速大于或等于阈值转速，则根据当前转速确定相关系数因子。这种情况下，转子的转速已经处于或者超过了需要进行干预的高转速点。此时，可以根据上面等式(9)-(12)来确定相关系数因子。如果当前转速还未到达到阈值转速，则可以令这些相关系数因子都为1，即，不介入控制。
在一些实施例中，确定相关系数因子可以先根据所获取的当前转速确定当前转速所处于的转速区间。从等式(9)-(12)可以看出，转速在超过阈值转速后，可以被分为(ω0,ω1)、……、(ωk-1,ωk)多个转速区间。随着转速的不断提高，这些转速区间两个端点值的差值可以不断变小，也就是说，在一些实施例中，ω1-ω0＞ωk-ωk-1。以此方式，能够在高速区进行更精细的控制。当然，应当理解的是，在一些替代的实施例中，这些转速的区间的间隔量可以相等。
在确定了当前转速所处的转速区间后，就可以根据等式(9)-(12)来获取用于计算相关系数因子的因子计算系数，即上文中提到的参数c1、……、ck，d1、……、dk，g1、……、gk，以及h1、……、hk等。前文中提到的这些参数可以被提前标定并存储在存储器中，因此，处理单元可以根据当前转速所处的转速区间来从存储器获取这些参数。以此方式，处理单元可以根据当前转速和所确定的因子计算系数来确定对应的相关系数因子。
在确定相关系数因子后，在框430，处理单元会根据所确定的相关系数因子来确定交叉解耦项的积分分量和前馈分量/>接下来，在框440，处理单元就可以利用交叉解耦项的积分分量/>和前馈分量/>来确定用于控制电机的直轴电压值和交轴电压值。
图6以直轴为例示出了根据本公开实施例的该改进的复矢量电流环控制算法的程序流程图。如图6所示，在一些实施例中，确定控制电机的直轴电压值和交轴电压值可以先确定比例积分调节器的输出值。具体而言，在一些实施例中，处理单元会获取给定直轴电流值和给定交轴电流值。该给定直轴电流值和给定交轴电流值可以是某个控制单元例如根据所输入的转矩等参数确定的电流环的给定电流值。同时，处理单元还会从传感器获取的传感器值来确定电机当前的实时直轴电流值和实时直交轴电流值。在实时直轴电流值和实时直交轴电流值的过程中，可以对从传感器获得数据进行滤波以获得经滤波后的实时直轴电流值和实时直交轴电流值。以此方式，可以确定直轴电流偏差值和交轴电流偏差值。例如，直轴电流偏差值可以使用以下等式来获得。交轴电流偏差值的计算也是类似的，在下文中将不再分别赘述。
id_err＝id_Ref-id_filt (14)
其中id_err为直轴电流偏差值；id_Ref为给定直轴电流值；id_filt为经滤波后的实时直轴电流值。
在直轴电流偏差值和交轴电流偏差值确定后，可以进一步根据之前根据转速确定的积分因子来确定比例积分调节器输出值。具体而言，对于直轴而言，比例积分调节器中的比例输出值可以通过以下等式来计算。对于交轴的情况也是类似的，在下文中将不再分别赘述。
udP_out＝Kp×id_err (15)
其中udP_out为比例输出值，其为直轴电压计算中的中间量；Kp为比例积分调节器的比例参数，其可以通过等式(8)和(9)来确定；id_err为直轴电流偏差值。
接下来，可以通过以下等式确定的比例积分调节器的积分输出值。
udI_out＝udI_out+Ki×id_err×TPWM (16)
其中udI_out为积分输出值，其为直轴电压计算中的中间量；Ki为比例积分调节器的积分参数，其可以通过等式(8)和(10)来确定；id_err为直轴电流偏差值；TPWM为时间常数。
同时，处理单元可以通过以下等式来确定交叉解耦项中的积分分量。
udComplex_out＝udComplex_out+Kp×μ×iq_err×TPWM (17)
其中udComplex_out为积分分量；Kp为比例积分调节器的比例参数，其可以通过等式(8)和(9)来确定；μ为积分因子，可以通过等式(11)来确定；iq_err为交轴电流偏差值；TPWM为时间常数。
在比例输出值udP_out、积分输出值udI_out以及积分分量udComplex_out确定后，可以通过以下等式来确定比例积分调节器输出值。
udPIComplex_out＝udp_out+udI_out+udComplex_out (18)
接下来，可以对该比例积分调节器输出值进行限幅，以得到经限幅的比例积分调节器输出值ud_Reg，其为计算直轴电压的中间量。
为了确定最终的直轴电流值和交轴电流值，还需要确定前馈分量。具体而言，在一些实施例中，处理单元可以根据当前转速、给定直轴电流值、给定交轴电流值以及前馈因子来确定前馈分量。例如，对于直轴而言，前馈分量可以按如下等式来确定。
ud_Feed＝ω×(Lq×iq_Ref×ρ) (19)
其中ud_Feed为前馈分量；ω为当前转速；Lq为交轴电感，iq_Ref为给定交轴电流值；ρ为前馈因子，其可以通过等式(12)来确定。
接下来，直轴电压值就可以通过如下等式来确定。交轴电压值计算也是类似的，在下文中将不再分别赘述。
ud＝ud_Reg+ud_Feed (20)
其中ud_Feed为前馈分量；ud_Reg为经限幅的比例积分调节器输出值；ud为直轴电压值。
在直轴电压值和交轴电压值都确定后，可以对确定的直轴电压值和交轴电压值进行Park逆变换和Clark逆变换即可确定用于施加到电机201的定子的绕组的相电压。所得到的相电压根据诸如空间矢量脉宽调制(SVPWM)发波控制来最终控制逆变器将相电压施加到定子的绕组。
SVPWM的主要思想是以三相对称正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准，以三相逆变器不同开关模式作适当的切换，从而形成PWM波，以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆。传统的SPWM方法从电源的角度出发，以生成一个可调频调压的正弦波电源，而SVPWM方法将逆变系统和电机201看作一个整体来考虑，模型比较简单，也便于微处理器的实时控制。
通过该方法，可以解决电流环在高转速运行区和高调制比的工况下，控制系统严重依赖电机参数的准确性问题和复矢量电流环具有的超调量超标导致的控制系统动态性能收敛慢的问题。通过在复矢量电流环的基础上平衡交叉解耦项的前馈分量和积分分量，使得两个分量都作为转速的函数，即能够克服高转速区含有转速的前馈量的扰动干扰，还能够解决超调量超标而导致的动态收敛速度慢的问题，从而满足系统超调量指标和快速收敛的指标。
图7示出了可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备800的示意性框图。设备800可以用于实施图5中所示的方法。如图所示，设备800包括中央处理单元(CPU)801。中央处理单元801可以是前文中所提到的至少一个处理单元，其可以根据存储在只读存储器(ROM)802中的计算机程序指令或者从存储单元808加载到随机访问存储器(RAM)803中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 803中，还可存储设备800操作所需的各种程序和数据。CPU 801、ROM 802以及RAM 803通过总线804彼此相连。输入/输出(I/O)接口805也连接至总线804。
设备800中的多个部件连接至I/O接口805，包括：输入单元806，例如键盘、鼠标等；输出单元807，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元808，例如磁盘、光盘等；以及通信单元809，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元809允许设备800通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理单元801执行上文所描述的各个方法和处理，例如过程600和700。例如，在一些实施例中，过程600和700可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元808。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 602和/或通信单元809而被载入和/或安装到设备800上。当计算机程序加载到RAM 803并由CPU 801执行时，可以执行上文描述的过程600和700的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，CPU801可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行过程600和700。
本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)等等。
用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本公开的上下文中，计算机可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这应当理解为要求这样操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行，或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。
应当理解，本公开的以上详细实施例仅仅是为了举例说明或解释本公开的原理，而不是限制本公开。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替代、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。同时，本公开所附的权利要求旨在覆盖落入权利要求的范围和边界或范围和边界的等同物内的所有变化和修改。

Claims (20)

1.一种用于控制电机的方法，包括：
获取所述电机的当前转速并将所述当前转速与阈值转速比较；
响应于所述当前转速大于或等于所述阈值转速，根据所述当前转速确定相关系数因子；
根据所述相关系数因子确定用于解耦的积分分量和前馈分量；以及
根据所确定的积分分量和前馈分量来确定用于控制所述电机的直轴电压值和交轴电压值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中确定相关系数因子包括：
根据所述当前转速确定所述当前转速所处的转速区间；
根据所确定的转速区间获取因子计算系数；以及
根据所述当前转速以及所述因子计算系数确定所述相关系数因子。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述相关系数因子包括积分因子和前馈因子。
4.根据权利要求3所述的方法，其中确定用于控制所述电机的直轴电压值和交轴电压值包括：
确定直轴电流偏差值和交轴电流偏差值；
根据所述当前转速确定所述积分因子；
根据所确定的积分因子以及所确定的直轴电流偏差值和交轴电流偏差值确定比例积分调节器输出值；以及
对所述比例积分调节器输出值进行限幅以确定所述经限幅的比例积分调节器输出值。
5.根据权利要求4所述的方法，其中确定直轴电流偏差值和交轴电流偏差值包括：
获取给定直轴电流值和给定交轴电流值；
获取实时直轴电流值和实时交轴电流值；以及
根据所述给定直轴电流值和所述实时直轴电流值确定直轴电流偏差值，并且根据所述给定交轴电流值和所述实时交轴电流值确定交轴电流偏差值。
6.根据权利要求4所述的方法，其中确定用于控制所述电机的直轴电压值和交轴电压值还包括：
根据所述当前转速、给定直轴电流值、给定交轴电流值以及所述前馈因子确定前馈分量；
根据所述前馈分量以及所述经限幅的比例积分调节器输出值确定所述直轴电压值和所述交轴电压值。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述相关系数因子还包括比例参数和积分参数。
8.根据权利要求7所述的方法，其中确定比例积分调节器输出值包括：
根据所述比例参数以及所述直轴电流偏差值和所述交轴电流偏差值确定比例输出值；
根据所述积分参数以及所述直轴电流偏差值和所述交轴电流偏差值确定积分输出值；
根据所述积分因子、所述积分参数以及所述直轴电流偏差值和所述交轴电流偏差值确定所述积分分量；以及
根据所述比例输出值、所述积分输出值和所述积分分量确定所述比例积分调节器输出值。
9.根据权利要求1、2、4-6和8中任一项所述的方法，还包括：
对所确定的所述直流电压值和所述交轴电压值通过Park逆变换和Clark逆变换确定用于施加到所述电机的定子绕组的相电压。
10.一种电子设备，包括：
至少一个处理单元，以及
至少一个存储器，被耦合至所述至少一个处理单元，并且适于存储指令，所述指令在被所述至少一个处理单元执行时使得所述至少一个处理单元：
获取所述电机的当前转速并将所述当前转速与阈值转速比较；
响应于所述当前转速大于或等于所述阈值转速，根据所述当前转速确定相关系数因子；
根据所述相关系数因子确定用于解耦的积分分量和前馈分量；以及
根据所确定的积分分量和前馈分量来确定用于控制所述电机的直轴电压值和交轴电压值。
11.根据权利要求10所述的电子设备，其中所述处理单元还被配置为：
根据所述当前转速确定所述当前转速所处的转速区间；
根据所确定的转速区间获取因子计算系数；以及
根据所述当前转速以及所述因子计算系数确定所述相关系数因子。
12.根据权利要求10或11所述的电子设备，其中所述相关系数因子包括积分因子和前馈因子。
13.根据权利要求12所述的电子设备，其中所述处理单元还被配置为：
确定直轴电流偏差值和交轴电流偏差值；
根据所述当前转速确定所述积分因子；
根据所确定的积分因子以及所确定的直轴电流偏差值和交轴电流偏差值确定比例积分调节器输出值；以及
对所述比例积分调节器输出值进行限幅以确定所述经限幅的比例积分调节器输出值。
14.根据权利要求13所述的电子设备，其中所述处理单元还被配置为：
获取给定直轴电流值和给定交轴电流值；
获取实时直轴电流值和实时交轴电流值；以及
根据所述给定直轴电流值和所述实时直轴电流值确定直轴电流偏差值，并且根据所述给定交轴电流值和所述实时交轴电流值确定交轴电流偏差值。
15.根据权利要求13所述的电子设备，其中所述处理单元还被配置为：
根据所述当前转速、给定直轴电流值、给定交轴电流值以及所述前馈因子确定前馈分量；
根据所述前馈分量以及所述经限幅的比例积分调节器输出值确定所述直轴电压值和所述交轴电压值。
16.根据权利要求14或15所述的电子设备，其中所述相关系数因子还包括比例参数和积分参数。
17.根据权利要求16所述的电子设备，其中所述处理单元还被配置为：
根据所述比例参数以及所述直轴电流偏差值和所述交轴电流偏差值确定比例输出值；
根据所述积分参数以及所述直轴电流偏差值和所述交轴电流偏差值确定积分输出值；
根据所述积分因子、所述积分参数以及所述直轴电流偏差值和所述交轴电流偏差值确定所述积分分量；以及
根据所述比例输出值、所述积分输出值和所述积分分量确定所述比例积分调节器输出值。
18.根据权利要求10、11、13-15和17中任一项所述的电子设备，其中所述处理单元还被配置为：
对所确定的所述直流电压值和所述交轴电压值通过Park逆变换和Clark逆变换确定用于施加到所述电机的定子绕组的相电压。
19.一种车辆，包括：
电机，用于驱动所述车辆运动；以及
根据权利要求10-18中任一项所述的电子设备。
20.一种计算机可读介质，具有存储在其上的计算机可读指令，所述指令在被处理单元执行时使得所述处理单元执行根据权利要求1-9中任一项所述的方法。
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