CN116979850B - 电机转动控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及电机控制技术领域，公开了一种电机转动控制方法及装置，方法包括：对位置环、速度环以及电流环得到的控制输出结果进行反Park变化和反Clark变换以得到当前周期的SVPWM信号；中断控制周期与PWM信号参考通道解耦；获取电机当前的位置采样信息，对位置采样信息进行预测以得到预测周期内电机转子的位置结果信息；对位置结果信息进行反Park变化和反Clark变换以得到预测周期的SVPWM信号；根据当前周期的SVPWM信号和预测周期的SVPWM信号生成SVPWM控制信号组，并根据SVPWM控制信号组来对电机进行控制。本发明实施例中电机转动控制方法通过增加中断函数触发信号来实现与PWM信号参考通道的解耦，使得在增加中断函数的调度周期降低CPU负荷时不会影响电机控制时SVPWM的更新频率。

Description

电机转动控制方法及装置
技术领域
本发明涉及电机控制技术领域，具体涉及一种电机转动控制方法及装置。
背景技术
永磁同步电机控制应用广泛，如整车驱动电机、电动助力转向电机、整车刹车制动电机等。这些电机的控制器一般要求具有较高的功能安全等级和产品看可靠性，通常会采用成熟可靠的软件架构。AUTOSAR作为一种成熟可靠且使用广泛的架构，已经成为一种趋势。通过购买满足功能安全的AUTOSAR 架构的COTS软件，通过配置生成期望的满足功能安全的代码。同时电机控制器本身也会增加很多安全机制以满足功能安全的要求。这无疑增加了代码的复杂度和软件执行时间。
目前的电机控制方法，传统采用的方式是中断触发信号和PWM信号参考通道是同一个信号，这样电机的控制周期和PWM信号周期是一致的。比如电机控制的PWM信号周期是50us，那么中断函数的执行周期也是50us。如果电机控制器的CPU负荷较高，此时降低负荷，只能将电机控制的PWM信号和中断触发的PWM信号的周期都变长，PWM周期变长就会影响NVH。
传统的电机FOC控制的三闭环控制一种是根据针对三闭环系统分别建立三个Task或中断，分别是位置环控制函数、速度环控制函数和电流环函数。由于这三个函数于分属不同的Task或中断，必然存在三者执行优先级以及函数嵌套的问题。此外在此过程中，ECU通常有其他的中断和Task穿插或阻塞三环控制系统函数的时序和相位，对于电机一个实时控制系统来说，在任务打断或嵌套执行的过程中，三环控制运算结果的值可能不是当前最新的值或者控制顺序不是按照期望顺序执行，从而影响控制效果，此外它的CPU负荷一般都会很大。因此，设计一种能够电机转动控制方法成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
针对所述缺陷，本发明实施例公开了一种电机转动控制方法，其能够实现降低CPU负荷而不影响电机控制时SVPWM的更新频率。
本发明实施例第一方面公开了电机转动控制方法，包括：
在第一中断周期，获取电机的第一位置采样信息，对所述电机的第一位置采样信息进行位置环计算以得到第一控制输出结果；
在第二中断周期，接收第一中断周期计算得到的第一控制输出结果，对所述第一控制输出结果进行速度环计算以得到第二控制输出结果；
在第三中断周期，接收第二中断周期计算得到的第二控制输出结果，对所述第二控制输出结果进行电流环计算以得到第三控制输出结果；
在第四中断周期，接收第三中断周期计算得到的第三控制输出结果，对所述第三控制输出结果进行反Park变化和反Clark变换以得到当前周期的SVPWM信号；其中，所述第一中断周期、第二中断周期、第三中断周期和第四中断周期构成一中断控制周期，所述中断控制周期与PWM信号参考通道解耦；
在第四中断周期，获取电机当前的第二位置采样信息，对所述第二位置采样信息进行预测以得到预设数量预测周期内电机转子的位置结果信息；对所述位置结果信息进行反Park变化和反Clark变换以得到预设数量预测周期的SVPWM信号；
根据所述当前周期的SVPWM信号和预设数量预测周期的SVPWM信号来生成SVPWM控制信号组，并根据所述SVPWM控制信号组来对电机进行控制。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述获取电机的第一位置采样信息，对所述电机的第一位置采样信息进行位置环计算以得到第一控制输出结果，包括：
获取电机在第一中断周期的电机位置采样信息；
对第一中断周期的电机位置采样信息进行处理以得到电机转子的实际位置和电子转子的实际转速；
根据电机控制输入的目标位置及电机转子的实际位置，并对电机的位置进行闭环控制并得到第一控制输出结果；
所述接收第一中断周期计算得到的第一控制输出结果，对所述第一控制输出结果进行速度环计算以得到第二控制输出结果，包括：
接收第一中断周期计算得到的第一控制输出结果以及电机转子的实际转速；
对电机的目标速度进行闭环控制计算得到第二控制输出结果；
所述接收第二中断周期计算得到的第二控制输出结果，对所述第二控制输出结果进行电流环计算以得到第三控制输出结果，包括：
对电机相电流进行采样以得到相电流Ia和Ic；
对所述相电流Ia和Ic进行Clark和Park变换后得到直轴电流Id和交轴电流Iq；其中，交轴超前直轴的电角度为90度；
接收第二中断周期计算得到的第二控制输出结果，并对电机的直轴电流Id和交轴电流Iq进行闭环控制，并得到第三控制输出结果；
所述接收第三中断周期计算得到的第三控制输出结果，对所述第三控制输出结果进行反Park变化和反Clark变换以得到当前周期的SVPWM信号，包括：
获取电机在第四中断周期的电机位置采样信息；
对在第四中断周期的电机位置采样信息进行处理以得到电机转子的实际位置和电机转子的转速；
接收第三中断周期计算得到的第三控制输出结果，对所述第三控制输出结果进行反Park变化和反Clark变换以得到当前周期的SVPWM信号；
所述获取电机当前的第二位置采样信息，对所述第二位置采样信息进行预测以得到预设数量预测周期内电机转子的位置结果信息；对所述位置结果信息进行反Park变化和反Clark变换以得到预设数量预测周期的SVPWM信号，包括：
获取第四中断周期的电机转速和位置；
根据所述第四中断周期的电机转速和位置预测下一阶段的第一中断周期的电机转子位置、第二中断周期的电机转子位置和第三中断周期的电机转子位置；
分别对下一阶段第一中断周期、第二中断周期和第三中断周期的输出结果进行反Park变化和反Clark变换计算得到下一阶段位置环、速度环和电流环对应的SVPWM信号。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述中断控制周期的优先级被配置为应用程序类中断的最高级。
在具体实施时，中断控制周期的优先级被配置为很高，这样就不会被其他的中断或者应用程序任务打扰；一般的中断分为一类中断和二类中断，这里的应用程序中断为二类中断，一类中断一般都是系统级设置；在这里只需要将其配置为应用程序类中断的最高级即可实现相应的三闭环控制拆解。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，在所述根据所述当前周期的SVPWM信号和预设数量预测周期的SVPWM信号来生成SVPWM控制信号组之后，还包括：
循环执行上述步骤，并针对得到的SVPWM控制信号组生成相应的序列索引号；并将相应的SVPWM控制信号组与序列索引号进行关联存储；
在每次进入新的中断控制周期时，则根据相应序列索引号获取与新的中断控制周期关联的SVPWM控制信号组以进行后续的电机控制。
整个控制序列依次生成循环执行，在每次进入中断函数时根据进入中断函数的序列号，索引并更新其对应的一组SVPWM控制信号，作用于电机驱动桥电路上。这样不会出现因为降低CPU负荷而影响电机控制时的SVPWM更新频率。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述电机转动控制方法，还包括：
获取中央处理器当前的负荷运行信息；
将所述负荷运行信息与预设负荷进行比对，若所述负荷信息大于预设负荷，则提高所述中断控制周期的大小直至中央处理器的负荷运行信息小于预设负荷。
这里通过实时检测CPU的负荷运行状态来与预先设置好的负荷进行比对以判断CPU是否运行在合理区间内，若该CPU当前的运行负荷过高，则提高中断控制周期的大小来降低运行负荷。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述电机转动控制方法还包括：
通过时间获取模块来获取AD信号采样触发的时间T1以及中断触发时间T2；
获取电机的当前转速ω；
根据所述AD信号采样触发的时间T1、中断触发时间T2、当前转速ω以及位置补偿公式计算得到预测的电机转子位置信息，并根据预测的电机转子位置信息对电机进行转动控制，并生成SVPWM，所述位置补偿公式为：θ2=θ1+ω*（T2-T1+ n*T），其中，n为生成预测PWM信号的控制周期与当前控制周期相差的周期个数，T为电机控制的周期时间，ω为电机当前转速，T2为中断触发时间，T1为AD信号触发时间，θ1为当前周期电机转子位置AD采样处理后计算得到的角度，θ2为对应控制周期预测的电机转子位置。
由于中断控制周期与PWM信号参考通道周期解耦，即中断控制函数进入的时刻与电机驱动的SVPWM的AD采样触发的时刻的时间差是随机的，为了实现更好的信号同步，则在具体实施时，需要对其进行角度补偿以实现更加精准的电机控制。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述预设数量为3个。
本发明实施例第二方面公开一种电机转动控制装置，包括：
位置环计算模块：用于在第一中断周期，获取电机的第一位置采样信息，对所述电机的第一位置采样信息进行位置环计算以得到第一控制输出结果；
速度环计算模块：用于在第二中断周期，接收第一中断周期计算得到的第一控制输出结果，对所述第一控制输出结果进行速度环计算以得到第二控制输出结果；
电流环计算模块：用于在第三中断周期，接收第二中断周期计算得到的第二控制输出结果，对所述第二控制输出结果进行电流环计算以得到第三控制输出结果；
PWM计算模块：用于在第四中断周期，接收第三中断周期计算得到的第三控制输出结果，对所述第三控制输出结果进行反Park变化和反Clark变换以得到当前周期的SVPWM信号；其中，所述第一中断周期、第二中断周期、第三中断周期和第四中断周期构成一中断控制周期，所述中断控制周期与PWM信号参考通道解耦；
信号预测模块：用于在第四中断周期，获取电机当前的第二位置采样信息，对所述第二位置采样信息进行预测以得到预设数量预测周期内电机转子的位置结果信息；对所述位置结果信息进行反Park变化和反Clark变换以得到预设数量预测周期的SVPWM信号；
电机控制模块：用于根据所述当前周期的SVPWM信号和预设数量预测周期的SVPWM信号来生成SVPWM控制信号组，并根据所述SVPWM控制信号组来对电机进行控制。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述中断控制周期的优先级被配置为应用程序类中断的最高级。
本发明实施例第三方面公开一种电子设备，包括：存储有可执行程序代码的存储器；与所述存储器耦合的处理器；所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，用于执行本发明实施例第一方面公开的电机转动控制方法。
本发明实施例第四方面公开一种计算机可读存储介质，其存储计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行本发明实施例第一方面公开的电机转动控制方法。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：
本发明实施例中电机转动控制方法通过增加中断函数触发信号来实现与PWM信号参考通道的解耦，使得在增加中断函数的调度周期降低CPU负荷时不会影响电机控制时SVPWM的更新频率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明实施例公开的电机转动控制方法的流程示意图；
图2是本发明实施例公开的中断控制周期自动调整的流程示意图；
图3是本发明实施例公开的角度补偿计算的流程示意图；
图4是本发明实施例公开的电机FOC控制的原理框图；
图5是本发明实施例公开的断和电机PWM驱动关系的示意图；
图6是本发明实施例提供的一种电机转动控制装置的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，示例性地，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
传统的电机FOC控制的三闭环控制一种是根据针对三闭环系统分别建立三个Task或中断，分别是位置环控制函数、速度环控制函数和电流环函数。由于这三个函数于分属不同的Task或中断，必然存在三者执行优先级以及函数嵌套的问题。此外在此过程中，ECU通常有其他的中断和Task穿插或阻塞三环控制系统函数的时序和相位，对于电机一个实时控制系统来说，在任务打断或嵌套执行的过程中，三环控制运算结果的值可能不是当前最新的值或者控制顺序不是按照期望顺序执行，从而影响控制效果，此外它的CPU负荷一般都会很大。基于此，本发明实施例公开了电机转动控制方法、装置、电子设备及存储介质，通过增加中断函数触发信号来实现与PWM信号参考通道的解耦，使得在增加中断函数的调度周期降低CPU负荷时不会影响电机控制时SVPWM的更新频率。
实施例一
请参阅图1，图1是本发明实施例公开的电机转动控制方法的流程示意图。其中，本发明实施例所描述的方法的执行主体为由软件或/和硬件组成的执行主体，该执行主体可以通过有线或/和无线方式接收相关信息，并可以发送一定的指令。当然，其还可以具有一定的处理功能和存储功能。该执行主体可以控制多个设备，例如远程的物理服务器或云服务器以及相关软件，也可以是对某处安置的设备进行相关操作的本地主机或服务器以及相关软件等。在一些场景中，还可以控制多个存储设备，存储设备可以与设备放置于同一地方或不同地方。如图1所示，该基于电机转动控制方法包括以下步骤：
S101：在第一中断周期，获取电机的第一位置采样信息，对所述电机的第一位置采样信息进行位置环计算以得到第一控制输出结果；
S102：在第二中断周期，接收第一中断周期计算得到的第一控制输出结果，对所述第一控制输出结果进行速度环计算以得到第二控制输出结果；
S103：在第三中断周期，接收第二中断周期计算得到的第二控制输出结果，对所述第二控制输出结果进行电流环计算以得到第三控制输出结果；
S104：在第四中断周期，接收第三中断周期计算得到的第三控制输出结果，对所述第三控制输出结果进行反Park变化和反Clark变换以得到当前周期的SVPWM信号；其中，所述第一中断周期、第二中断周期、第三中断周期和第四中断周期构成一中断控制周期，所述中断控制周期与PWM信号参考通道解耦；这里的中断控制周期即是一完整电机FOC控制周期；
S105：在第四中断周期，获取电机当前的第二位置采样信息，对所述第二位置采样信息进行预测以得到预设数量预测周期内电机转子的位置结果信息；对所述位置结果信息进行反Park变化和反Clark变换以得到预设数量预测周期的SVPWM信号；
S106：根据所述当前周期的SVPWM信号和预设数量预测周期的SVPWM信号来生成SVPWM控制信号组，并根据所述SVPWM控制信号组来对电机进行控制。
更为优选的，所述获取电机的第一位置采样信息，对所述电机的第一位置采样信息进行位置环计算以得到第一控制输出结果，包括：
获取电机在第一中断周期的电机位置采样信息；
对第一中断周期的电机位置采样信息进行处理以得到电机转子的实际位置和电子转子的实际转速；
根据电机控制输入的目标位置及电机转子的实际位置，并对电机的位置进行闭环控制并得到第一控制输出结果；
所述接收第一中断周期计算得到的第一控制输出结果，对所述第一控制输出结果进行速度环计算以得到第二控制输出结果，包括：
接收第一中断周期计算得到的第一控制输出结果以及电机转子的实际转速；
对电机的目标速度进行闭环控制计算得到第二控制输出结果；
所述接收第二中断周期计算得到的第二控制输出结果，对所述第二控制输出结果进行电流环计算以得到第三控制输出结果，包括：
对电机相电流进行采样以得到相电流Ia和Ic；
对所述相电流Ia和Ic进行Clark和Park变换后得到直轴电流Id和交轴电流Iq；其中，交轴超前直轴的电角度为90度；
接收第二中断周期计算得到的第二控制输出结果，并对电机的直轴电流Id和交轴电流Iq进行闭环控制，并得到第三控制输出结果；
所述接收第三中断周期计算得到的第三控制输出结果，对所述第三控制输出结果进行反Park变化和反Clark变换以得到当前周期的SVPWM信号，包括：
获取电机在第四中断周期的电机位置采样信息；
对在第四中断周期的电机位置采样信息进行处理以得到电机转子的实际位置和电机转子的转速；
接收第三中断周期计算得到的第三控制输出结果，对所述第三控制输出结果进行反Park变化和反Clark变换以得到当前周期的SVPWM信号；
所述获取电机当前的第二位置采样信息，对所述第二位置采样信息进行预测以得到预设数量预测周期内电机转子的位置结果信息；对所述位置结果信息进行反Park变化和反Clark变换以得到预设数量预测周期的SVPWM信号，包括：
获取第四中断周期的电机转速和位置；
根据所述第四中断周期的电机转速和位置预测下一阶段的第一中断周期的电机转子位置、第二中断周期的电机转子位置和第三中断周期的电机转子位置；
分别对下一阶段第一中断周期、第二中断周期和第三中断周期的输出结果进行反Park变化和反Clark变换计算得到下一阶段位置环、速度环和电流环对应的SVPWM信号。
图4是本发明实施例公开的电机FOC控制的原理框图。电机转子位置传感器靠近电机本地，电机转子旋转的过程中，电机转子位置传感器会输出4路Sin+、Cos+、Sin-、Cos-的模拟电压信号，模拟电压信号经过AD采样和标幺化后，在锁相环运算处理后得到电机转子的位置信号和电机转子的转速信号。电机三相逆变桥上有采样电阻，当电流流过电阻时，会产生电压模拟信号，此信号经过AD采样并换算相线电流Ia和Ic。相电流经过Clark坐标变换后得到Iα和Iβ电流信号，此电流信号结合电机转子位置信号，进行Park坐标变换后得到实际的D轴电流信号Id和Q轴电流信号Iq。当控制器请求电机转子目标位置后，软件根据锁相环计算得到的实际位置信号进行位置闭环控制。位置闭环控制的输出结果为请求的电机转子的目标转速，软件根据锁相环计算得到的实际转速进行速度闭环控制。速度闭环控制输出D轴目标电流Id_ref和Q轴的目标电流Iq_ref，结合Park坐标变换得到的实际的Id和Iq，分别进行D轴和Q轴的电流目标控制。D轴目标电流控制得到Vd，Q轴目标电流控制得到Vq。Vd和Vq结合电机转子位置信号经过反Park坐标后得到Vα和Vβ, Vα和Vβ经过反Clark变换得到空间矢量脉宽调制信号SVPWM，此信号作用在电机逆变桥上驱动电机转动。
本发明实施例的电机控制的六路PWM信号以及电机电流和转子位置触发采样的PWM信号由电机控制器的主芯片的PWM模块产生。这7路PWM信号通常处于同一个模块，它们都基于PWM信号参考通道进行中心对齐，基于同一个时钟源；此外还有一个中断触发信号，中断触发信号用来实现中断函数。在中断函数里面，实现电机的位置环、速度环、电流环的三闭环控制。通常的foc算法模块里面是位置环控制的输出结果作为速度环的控制输入，速度环的控制输出结果对应电流环控制输入，电流环的输出对应D轴和Q轴的参考电压信号，参考电压信号经过反Park和反Clarke变换即生成空间矢量PWM信号。有些实际应用中也会直接是速度环控制到电流环控制、或是位置环控制到电流环控制及其两种的结合等，但不影响拆解。
传统方法是中断触发信号和PWM信号参考通道是同一个信号，这样电机的控制周期和PWM信号周期是一致的。比如电机控制的PWM信号周期是50us，那么中断函数的执行周期也是50us。如果电机控制器的CPU负荷较高，此时降低负荷，只能将电机控制的PWM信号和中断触发的PWM信号的周期都变长，PWM周期变长就会影响NVH（Noise、Vibration、Harshness；噪声、振动与声振粗糙度）。而这里增加一路触发信号，产生新增中断函数，此新增中断函数的触发信号与PWM信号参考通道是解耦的。即新增中断触发信号的频率可以变慢，比如10KHz、16KHz等，也可以与PWM参考通道一样，而电机控制的6路PWM信号的频率仍然是可以20KHz。
由于系统的惯量，在电机闭环系统的4个控制周期的极短时间内，一般认为位置环、速度环、电流环的输出几乎不起主导作用，即认为三环控制输出结果（D轴和Q轴的参考电压）变化不大。但是电机在控制过程中电机转子的位置是在不断变化的，这种变化对电机生成SVPWM来说是显著重要的，因此可以根据当前电机转子的Sin、Cos信号计算当前周期的电机转子的位置，同时根据电机转子的转速（转速一般可以对sin/cos进行反正切或是sin和cos信号进行锁相环处理得到，这里不赘述），预测接下来三个周期内电机转子的位置。再根据反Park变化和反Clark变换，得到当前周期及其随后三个周期对应的SVPWM。在每次进入中断函数后，都会更新一次此时对应的SVPWM，作用在电机驱动桥上；通过上述方式能够实现电机的稳定控制。
更为优选的，所述中断控制周期的优先级被配置为应用程序类中断的最高级。
在具体实施时，中断控制周期的优先级被配置为很高，这样就不会被其他的中断或者应用程序任务打扰；一般的中断分为一类中断和二类中断，这里的应用程序中断为二类中断，一类中断一般都是系统级设置；在这里只需要将其配置为应用程序类中断的最高级即可实现相应的三闭环控制拆解。
在本发明实施例中首先这个中断函数的优先级一般设置很高，这样就不会被其他中断和Task干扰，然后将三闭环控制拆解；即将电机控制分解到4个控制周期内实现，一个控制周期为一次进入中断函数。即第一次进入中断函数实现位置环控制，第二次进入中断函数实现速度环控制，第三次进入中断函数实现电流环的控制，第四次进入中断函数实现生成带预测的4组电压空间矢量的SVPWM控制信号序列，其中一组为当前控制周期的SVPWM控制信号，剩下三组为随后三个控制周期的SVPWM控制信号。整个控制序列，依次类推，循环执行。在每次进入中断函数时根据进入中断函数的序列号，索引并更新其对应的一组SVPWM控制信号，作用于电机驱动桥电路上。这样不会出现因为降低CPU负荷而影响电机控制时的SVPWM更新频率。
更为优选的，在所述根据所述当前周期的SVPWM信号和预设数量预测周期的SVPWM信号来生成SVPWM控制信号组之后，还包括：
循环执行上述步骤，并针对得到的SVPWM控制信号组生成相应的序列索引号；并将相应的SVPWM控制信号组与序列索引号进行关联存储；
在每次进入新的中断控制周期时，则根据相应序列索引号获取与新的中断控制周期关联的SVPWM控制信号组以进行后续的电机控制。
整个控制序列依次生成循环执行，在每次进入中断函数时根据进入中断函数的序列号，索引并更新其对应的一组SVPWM控制信号，作用于电机驱动桥电路上。这样不会出现因为降低CPU负荷而影响电机控制时的SVPWM更新频率。
更为优选的，图2是本发明实施例公开的中断控制周期自动调整的流程示意图，如图2所示，所述电机转动控制方法，还包括：
S107：获取中央处理器当前的负荷运行信息；
S108：将所述负荷运行信息与预设负荷进行比对，若所述负荷信息大于预设负荷，则提高所述中断控制周期的大小直至中央处理器的负荷运行信息小于预设负荷。
在进行具体实施时，这里的控制周期可以是提前设置好的，与可以是动态调整的；这里通过实时检测CPU的负荷运行状态来与预先设置好的负荷进行比对以判断CPU是否运行在合理区间内，若该CPU当前的运行负荷过高，则提高中断控制周期的大小来降低运行负荷。
更为优选的，图3是本发明实施例公开的角度补偿计算的流程示意图，如图3所示，所述电机转动控制方法还包括：
S100a：通过时间获取模块来获取AD信号采样触发的时间T1以及中断触发时间T2；
S100b：获取电机的当前转速w；
S100c：根据所述AD信号采样触发的时间T1、中断触发时间T2、当前转速ω以及位置补偿公式计算得到预测的电机转子位置信息，并根据预测的电机转子位置信息对电机进行转动控制，并生成SVPWM，所述位置补偿公式为：θ2=θ1+ω*（T2-T1+ n*T），其中，n为生成预测PWM信号的控制周期与当前控制周期相差的周期个数，T为电机控制的周期时间，ω为电机当前转速，T2为中断触发时间，T1为AD信号触发时间，θ1为当前周期电机转子位置AD采样处理后计算得到的角度，θ2为对应控制周期预测的电机转子位置。
由于中断控制周期与PWM信号参考通道周期解耦，即中断控制函数进入的时刻与电机驱动的SVPWM的AD采样触发的时刻的时间差是随机的，为了实现更好的信号同步，则在具体实施时，需要对其进行角度补偿以实现更加精准的电机控制。
此时电机控制频率按照新增的电机中断函数的频率进行执行。由于PWM信号参考通道的中断函数与电机控制的新增中断函数解耦，在信号采样处理上与解耦前区别不大，主要区别如下：当AD采样触发后，DMA会将采样结果搬运到对应的RAM变量，此时软件将STM或TBU模块时间计数寄存器的值搬运到T1对应的RAM变量，获取此时的时间T1，在新增的电机控制的中断函数内再次通过读STM或TBU模块时间计数寄存器的值，获取此时的时间T2。计算预测的电机转子位置时，软件根据采样值换算得到的角度为采样时刻的角度θ1，在新增中断控制函数内执行电机FOC控制时是需要此时的角度θ2，电机转速为ω，因此θ2=θ1+ω*（T2-T1+ n*T）。对于预测周期的T2与T1的时间差可能与当前周期的T2与T1时间差不相等，这里认为即使不相等也会很小，对于预测控制影响很小。此外，对于新增中断控制函数内电机输出的六路PWM波更新时需要设置时间保护，即六路PWM信号的更新必须在同一时刻，通常是在更新前要设置影子寄存器禁止更新，六路PWM设置完后，使能6个通道的影子寄存器更新，避免不同时更新高、低边影子寄存器导致高、低边MOS直通，更新后在下一个PWM周期生效。
本发明实施例的方案通过增加一路中断函数触发信号实现与PWM信号解耦，通过增加中断函数的调度周期来降低CPU负荷；通过将电机控制算法拆解为4个部分，然后每个控制周期只执行一部分功能以降低CPU负荷。在降低CPU负荷时，为了不影响电机的控制效果，第四个控制周期会生成预测控制的SVPWM信号。
本发明实施例中电机转动控制方法通过增加中断函数触发信号来实现与PWM信号参考通道的解耦，使得在增加中断函数的调度周期降低CPU负荷时不会影响电机控制时SVPWM的更新频率。
实施例二
请参阅图6，图6是本发明实施例公开的电机转动控制装置的结构示意图。如图6所示，该电机转动控制装置可以包括：
位置环计算模块21：用于在第一中断周期，获取电机的第一位置采样信息，对所述电机的第一位置采样信息进行位置环计算以得到第一控制输出结果；
速度环计算模块22：用于在第二中断周期，接收第一中断周期计算得到的第一控制输出结果，对所述第一控制输出结果进行速度环计算以得到第二控制输出结果；
电流环计算模块23：用于在第三中断周期，接收第二中断周期计算得到的第二控制输出结果，对所述第二控制输出结果进行电流环计算以得到第三控制输出结果；
PWM计算模块24：用于在第四中断周期，接收第三中断周期计算得到的第三控制输出结果，对所述第三控制输出结果进行反Park变化和反Clark变换以得到当前周期的SVPWM信号；其中，所述第一中断周期、第二中断周期、第三中断周期和第四中断周期构成一中断控制周期，所述中断控制周期与PWM信号参考通道解耦；这里的中断控制周期即是一完整电机FOC控制周期；
信号预测模块25：用于在第四中断周期，获取电机当前的第二位置采样信息，对所述第二位置采样信息进行预测以得到预设数量预测周期内电机转子的位置结果信息；对所述位置结果信息进行反Park变化和反Clark变换以得到预设数量预测周期的SVPWM信号；
电机控制模块26：用于根据所述当前周期的SVPWM信号和预设数量预测周期的SVPWM信号来生成SVPWM控制信号组，并根据所述SVPWM控制信号组来对电机进行控制。
更为优选的，所述中断控制周期的优先级被配置为应用程序类中断的最高级。
在具体实施时，中断控制周期的优先级被配置为很高，这样就不会被其他的中断或者应用程序任务打扰；一般的中断分为一类中断和二类中断，这里的应用程序中断为二类中断，一类中断一般都是系统级设置；在这里只需要将其配置为应用程序类中断的最高级即可实现相应的三闭环控制拆解。
在本发明实施例中首先这个中断函数的优先级一般设置很高，这样就不会被其他中断和Task干扰，然后将三闭环控制拆解；即将电机控制分解到4个控制周期内实现，一个控制周期为一次进入中断函数。即第一次进入中断函数实现位置环控制，第二次进入中断函数实现速度环控制，第三次进入中断函数实现电流环的控制，第四次进入中断函数实现生成带预测的4组电压空间矢量的SVPWM控制信号序列，其中一组为当前控制周期的SVPWM控制信号，剩下三组为随后三个控制周期的SVPWM控制信号。整个控制序列，依次类推，循环执行。在每次进入中断函数时根据进入中断函数的序列号，索引并更新其对应的一组SVPWM控制信号，作用于电机驱动桥电路上。这样不会出现因为降低CPU负荷而影响电机控制时的SVPWM更新频率。
本发明实施例中电机转动控制方法通过增加中断函数触发信号来实现与PWM信号参考通道的解耦，使得在增加中断函数的调度周期降低CPU负荷时不会影响电机控制时SVPWM的更新频率。
实施例三
请参阅图7，图7是本发明实施例公开的一种电子设备的结构示意图。电子设备可以是计算机以及服务器等，当然，在一定情况下，还可以是手机、平板电脑以及监控终端等智能设备，以及具有处理功能的图像采集装置。如图7所示，该电子设备可以包括：
存储有可执行程序代码的存储器510；
与存储器510耦合的处理器520；
其中，处理器520调用存储器510中存储的可执行程序代码，执行实施例一中的电机转动控制方法中的部分或全部步骤。
本发明实施例公开一种计算机可读存储介质，其存储计算机程序，其中，该计算机程序使得计算机执行实施例一中的电机转动控制方法中的部分或全部步骤。
本发明实施例还公开一种计算机程序产品，其中，当计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行实施例一中的电机转动控制方法中的部分或全部步骤。
本发明实施例还公开一种应用发布平台，其中，应用发布平台用于发布计算机程序产品，其中，当计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行实施例一中的电机转动控制方法中的部分或全部步骤。
在本发明的各种实施例中，应理解，所述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的必然先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物单元，即可位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，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单元中。所述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元若以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可获取的存储器中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或者部分，可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干请求用以使得一台计算机设备（可以为个人计算机、服务器或者网络设备等，具体可以是计算机设备中的处理器）执行本发明的各个实施例所述方法的部分或全部步骤。
在本发明所提供的实施例中，应理解，“与A对应的B”表示B与A相关联，根据A可以确定B。但还应理解，根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其他信息确定B。
本领域普通技术人员可以理解所述实施例的各种方法中的部分或全部步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质包括只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存储器（Random Access Memory，RAM）、可编程只读存储器（Programmable Read-only Memory，PROM）、可擦除可编程只读存储器（Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM）、一次可编程只读存储器（One-time Programmable Read-Only Memory，OTPROM）、电子抹除式可复写只读存储器（Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM）、只读光盘（CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM）或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。
以上对本发明实施例公开的电机转动控制方法、装置、电子设备及存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种电机转动控制方法，其特征在于，包括：
在第一中断周期，获取电机的第一位置采样信息，对所述电机的第一位置采样信息进行位置环计算以得到第一控制输出结果；
在第二中断周期，接收第一中断周期计算得到的第一控制输出结果，对所述第一控制输出结果进行速度环计算以得到第二控制输出结果；
在第三中断周期，接收第二中断周期计算得到的第二控制输出结果，对所述第二控制输出结果进行电流环计算以得到第三控制输出结果；
在第四中断周期，接收第三中断周期计算得到的第三控制输出结果，对所述第三控制输出结果进行反Park变化和反Clark变换以得到当前周期的SVPWM信号；其中，所述第一中断周期、第二中断周期、第三中断周期和第四中断周期构成一中断控制周期，所述中断控制周期与PWM信号参考通道解耦；
在第四中断周期，获取电机当前的第二位置采样信息，对所述第二位置采样信息进行预测以得到预设数量预测周期内电机转子的位置结果信息；对所述位置结果信息进行反Park变化和反Clark变换以得到预设数量预测周期的SVPWM信号；
根据所述当前周期的SVPWM信号和预设数量预测周期的SVPWM信号来生成SVPWM控制信号组，并根据所述SVPWM控制信号组来对电机进行控制；
所述电机转动控制方法还包括：
通过时间获取模块来获取AD信号采样触发的时间T1以及中断触发时间T2；
获取电机的当前转速ω；
根据所述AD信号采样触发的时间T1、中断触发时间T2、当前转速ω以及位置补偿公式计算得到预测的电机转子位置信息，并根据预测的电机转子位置信息对电机进行转动控制，并生成SVPWM，所述位置补偿公式为：θ2=θ1+ω*（T2-T1+ n*T），其中，n为生成预测PWM信号的控制周期与当前控制周期相差的周期个数，T为电机控制的周期时间，ω为电机当前转速，T2为中断触发时间，T1为AD信号触发时间，θ1为当前周期电机转子位置AD采样处理后计算得到的角度，θ2为对应控制周期预测的电机转子位置。
2.如权利要求1所述的电机转动控制方法，其特征在于，所述获取电机的第一位置采样信息，对所述电机的第一位置采样信息进行位置环计算以得到第一控制输出结果，包括：
获取电机在第一中断周期的电机位置采样信息；
对第一中断周期的电机位置采样信息进行处理以得到电机转子的实际位置和电子转子的实际转速；
根据电机控制输入的目标位置及电机转子的实际位置，并对电机的位置进行闭环控制并得到第一控制输出结果；
所述接收第一中断周期计算得到的第一控制输出结果，对所述第一控制输出结果进行速度环计算以得到第二控制输出结果，包括：
接收第一中断周期计算得到的第一控制输出结果以及电机转子的实际转速；
对电机的目标速度进行闭环控制计算得到第二控制输出结果；
所述接收第二中断周期计算得到的第二控制输出结果，对所述第二控制输出结果进行电流环计算以得到第三控制输出结果，包括：
对电机相电流进行采样以得到相电流Ia和Ic；
对所述相电流Ia和Ic进行Clark和Park变换后得到直轴电流Id和交轴电流Iq；其中，交轴超前直轴的电角度为90度；
接收第二中断周期计算得到的第二控制输出结果，并对电机的直轴电流Id和交轴电流Iq进行闭环控制，并得到第三控制输出结果；
所述接收第三中断周期计算得到的第三控制输出结果，对所述第三控制输出结果进行反Park变化和反Clark变换以得到当前周期的SVPWM信号，包括：
获取电机在第四中断周期的电机位置采样信息；
对在第四中断周期的电机位置采样信息进行处理以得到电机转子的实际位置和电机转子的转速；
接收第三中断周期计算得到的第三控制输出结果，对所述第三控制输出结果进行反Park变化和反Clark变换以得到当前周期的SVPWM信号；
所述获取电机当前的第二位置采样信息，对所述第二位置采样信息进行预测以得到预设数量预测周期内电机转子的位置结果信息；对所述位置结果信息进行反Park变化和反Clark变换以得到预设数量预测周期的SVPWM信号，包括：
获取第四中断周期的电机转速和位置；
根据所述第四中断周期的电机转速和位置预测下一阶段的第一中断周期的电机转子位置、第二中断周期的电机转子位置和第三中断周期的电机转子位置；
分别对下一阶段第一中断周期、第二中断周期和第三中断周期的输出结果进行反Park变化和反Clark变换计算得到下一阶段位置环、速度环和电流环对应的SVPWM信号。
3.如权利要求1所述的电机转动控制方法，其特征在于，在所述根据所述当前周期的SVPWM信号和预设数量预测周期的SVPWM信号来生成SVPWM控制信号组之后，还包括：
循环执行上述步骤，并针对得到的SVPWM控制信号组生成相应的序列索引号；并将相应的SVPWM控制信号组与序列索引号进行关联存储；
在每次进入新的中断控制周期时，则根据相应序列索引号获取与新的中断控制周期关联的SVPWM控制信号组以进行后续的电机控制。
4.如权利要求1所述的电机转动控制方法，其特征在于，所述电机转动控制方法，还包括：
获取中央处理器当前的负荷运行信息；
将所述负荷运行信息与预设负荷进行比对，若所述负荷信息大于预设负荷，则提高所述中断控制周期的大小直至中央处理器的负荷运行信息小于预设负荷。
5.如权利要求1所述的电机转动控制方法，其特征在于，所述中断控制周期的优先级被配置为应用程序类中断的最高级；
和/或，所述预设数量为3个。
6.一种电机转动控制装置，其特征在于，包括：
位置环计算模块：用于在第一中断周期，获取电机的第一位置采样信息，对所述电机的第一位置采样信息进行位置环计算以得到第一控制输出结果；
速度环计算模块：用于在第二中断周期，接收第一中断周期计算得到的第一控制输出结果，对所述第一控制输出结果进行速度环计算以得到第二控制输出结果；
电流环计算模块：用于在第三中断周期，接收第二中断周期计算得到的第二控制输出结果，对所述第二控制输出结果进行电流环计算以得到第三控制输出结果；
PWM计算模块：用于在第四中断周期，接收第三中断周期计算得到的第三控制输出结果，对所述第三控制输出结果进行反Park变化和反Clark变换以得到当前周期的SVPWM信号；其中，所述第一中断周期、第二中断周期、第三中断周期和第四中断周期构成一中断控制周期，所述中断控制周期与PWM信号参考通道解耦；
信号预测模块：用于在第四中断周期，获取电机当前的第二位置采样信息，对所述第二位置采样信息进行预测以得到预设数量预测周期内电机转子的位置结果信息；对所述位置结果信息进行反Park变化和反Clark变换以得到预设数量预测周期的SVPWM信号；
电机控制模块：用于根据所述当前周期的SVPWM信号和预设数量预测周期的SVPWM信号来生成SVPWM控制信号组，并根据所述SVPWM控制信号组来对电机进行控制；
所述电机转动控制装置还包括：
通过时间获取模块来获取AD信号采样触发的时间T1以及中断触发时间T2；
获取电机的当前转速ω；
根据所述AD信号采样触发的时间T1、中断触发时间T2、当前转速ω以及位置补偿公式计算得到预测的电机转子位置信息，并根据预测的电机转子位置信息对电机进行转动控制，并生成SVPWM，所述位置补偿公式为：θ2=θ1+ω*（T2-T1+ n*T），其中，n为生成预测PWM信号的控制周期与当前控制周期相差的周期个数，T为电机控制的周期时间，ω为电机当前转速，T2为中断触发时间，T1为AD信号触发时间，θ1为当前周期电机转子位置AD采样处理后计算得到的角度，θ2为对应控制周期预测的电机转子位置。
7.如权利要求6所述的电机转动控制装置，其特征在于，所述中断控制周期的优先级被配置为应用程序类中断的最高级。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：存储有可执行程序代码的存储器；与所述存储器耦合的处理器；所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，用于执行权利要求1至5任一项所述的电机转动控制方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行权利要求1至5任一项所述的电机转动控制方法。
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