CN117811443A - 一种电机转子位置确定方法、装置及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电机转子位置确定方法、装置及设备，涉及电机控制技术领域，以解决获得转子位置并不准确的问题。方法包括：获得电机的位置传感器的输出信号；基于所述Z相索引信号，确定所述位置传感器输出的偏移脉冲数量；基于预设的具有周期性的中断时刻，确定所述转子在中断周期内的位移脉冲数量，并计算所述转子在所述中断周期内的旋转角速度；基于所述偏移脉冲数量、所述位移脉冲数量和脉冲总数量，计算所述转子在所述中断周期内的转子位置信息；基于所述旋转角速度和所述电机的电流环计算周期，得到所述转子的动态位置，并基于所述动态位置和所述转子位置信息，确定所述转子的实际位置信息。本发明用于提高确定转子位置的准确性。

Description

一种电机转子位置确定方法、装置及设备

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种电机转子位置确定方法、装置及设备。

背景技术

随着国民经济和科学技术的发展，电机在各行各业中发挥的作用越来越重要，其中永磁同步电机广泛应用于各种工业生产中，永磁同步电机控制多采用矢量控制的方法，需要对转子位置进行采集。

目前，永磁同步电机转子位置检测所用到的方法总体上分为两类：有传感器位置检测法和无传感器位置检测法：无传感器检测法通过测量电机定子侧电流和端电压算出转子位置，其算法较为复杂；而有传感器检测法通常基于编码器输出的模拟信号得到脉冲，进而获得转子转过的位置信息，但是，由于编码器输出的脉冲为整数脉冲，导致此种方法测得的转子位置为整数脉冲时刻的位置，无法对整数脉冲时刻内再进行更详尽的时间划分，导致获得的转子位置并不准确。

发明内容

本发明的目的在于提供电机转子位置确定方法、装置及设备，用于提高确定转子位置的准确性。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种电机转子位置确定方法，包括：

获得电机的位置传感器的输出信号；所述输出信号包括A相脉冲信号、B相脉冲信号和Z相索引信号；

基于所述Z相索引信号，确定所述位置传感器输出的偏移脉冲数量；

基于预设的具有周期性的中断时刻，确定所述转子在中断周期内的位移脉冲数量，并计算所述转子在所述中断周期内的旋转角速度；

基于所述偏移脉冲数量、所述位移脉冲数量和脉冲总数量，计算所述转子在所述中断周期内的转子位置信息；所述脉冲总数量为所述A相脉冲信号的数量和所述B相脉冲信号的数量之和；所述偏移脉冲数量以及所述位移脉冲数量是根据所述位置传感器输出的脉冲计数值确定得到的；

基于所述旋转角速度和所述电机的电流环计算周期，得到所述转子的动态位置，并基于所述动态位置和所述转子位置信息，确定所述转子的实际位置信息。

与现有技术相比，本发明提供的电机转子位置确定方法中，获得电机的位置传感器的输出信号，输出信号包括A相脉冲信号、B相脉冲信号和Z相索引信号；基于所述Z相索引信号，确定所述位置传感器输出的偏移脉冲数量； 基于预设的具有周期性的中断时刻，确定所述转子在中断周期内的位移脉冲数量，并计算所述转子在所述中断周期内的旋转角速度；基于所述偏移脉冲数量、所述位移脉冲数量和脉冲总数量，计算所述转子在所述中断周期内的转子位置信息；所述脉冲总数量为所述A相脉冲信号的数量和所述B相脉冲信号的数量之和；所述偏移脉冲数量以及所述位移脉冲数量是根据所述位置传感器输出的脉冲计数值确定得到的；基于所述旋转角速度和所述电机的电流环计算周期，得到所述转子的动态位置，并基于所述动态位置和所述转子位置信息，确定所述转子的实际位置信息。本发明基于预设的中断周期，初步获得转子位于中断周期内的整数脉冲，结合基于所述Z相索引信号获得的偏移脉冲数量，计算出转子在中断周期内的转子位置信息；在初步计算出转子位置信息后，再根据周期时间较短的电流环周期，根据转子旋转的角速度，计算出转子位于电流环周期内的位移，将二者相加或相减，即可获得更为准确的转子位置信息，提高了确定转子位置的准确性。

第二方面，本发明还提供一种电机转子位置确定装置，包括：

输出信号获取模块，用于获得电机的位置传感器的输出信号；所述输出信号包括A相脉冲信号、B相脉冲信号和Z相索引信号；

偏移脉冲数量确定模块，用于基于所述Z相索引信号，确定所述位置传感器输出的偏移脉冲数量；

位移脉冲数量和旋转角速度确定模块，用于基于预设的具有周期性的中断时刻，确定所述转子在中断周期内的位移脉冲数量，并计算所述转子在所述中断周期内的旋转角速度；

转子位置信息计算模块，用于基于所述偏移脉冲数量、所述位移脉冲数量和脉冲总数量，计算所述转子在所述中断周期内的转子位置信息；所述脉冲总数量为所述A相脉冲信号的数量和所述B相脉冲信号的数量之和；所述偏移脉冲数量以及所述位移脉冲数量是根据所述位置传感器输出的脉冲计数值确定得到的；

转子实际位置信息确定模块，用于基于所述旋转角速度和所述电机的电流环计算周期，得到所述转子的动态位置，并基于所述动态位置和所述转子位置信息，确定所述转子的转子实际位置信息。

第三方面，本发明还提供一种电机转子位置确定设备，包括：

处理器以及与处理器耦合的通信接口；所述处理器用于运行计算机程序或指令，以实现上述一种电机转子位置确定方法。

第二方面提供的装置类方案以及第三方面提供的设备类方案所实现的技术效果与第一方面提供的方法类方案相同，此处不再赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明提供的一种电机转子位置确定方法流程图；

图2为本发明实施例中的输出信号示意图；

图3为本发明实施例中的转子位置更新时刻示意图；

图4为本发明实施例中的转子相位角度示意图；

图5为本发明提供的一种电机转子位置确定装置示意图；

图6为本发明提供的一种电机转子位置确定设备示意图。

具体实施方式

为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一阈值和第二阈值仅仅是为了区分不同的阈值，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。

需要说明的是，本发明中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

本发明中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项（个）”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项（个）或复数项（个）的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项（个），可以表示：a，b，c，a和b的结合，a和c的结合，b和c的结合，或a、b和c的结合，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

随着国民经济和科学技术的发展，电机在各行各业中发挥的作用越来越重要。永磁同步电机的设计、制造、控制相比其他电机有很多优势，广泛应用于各种工业生产中。目前的永磁同步电机控制多采用矢量控制的方法，需要对转子位置进行采集。转子位置检测有传感器检测和无传感器算法检测等方法，通常来说比较复杂、计算量比较大，增加电流环计算时长，影响矢量控制的效果。

具体的，在永磁电机矢量控制系统中，转子位置角度值是矢量控制解耦的必要条件，转子位置检测的准确于否，直接影响矢量控制的控制效果。目前，永磁同步电机转子位置检测所用到的方法总体上分为两类：有位置传感器位置检测法和无位置传感器位置检测法。无位置传感器检测法主要通过测量电机定子侧电流和端电压算出转子位置，相比较于有位置传感器位置检测法，该方法成本低、可靠性较高。但是，无位置传感器检测法的检测精度受电机参数影响较大，且相关算法较为复杂，增加了控制器的处理负担。有位置传感器检测法通过在电机上安装传感器，控制器对传感器输出的信号进行解算，基于编码器输出的模拟信号得到脉冲，进而获得转子转过的位置信息，但是，由于编码器输出的脉冲为整数脉冲，因而无法辨识两个计数脉冲之间的角度信息，该类方法的测量精度较低。

基于此，本发明提供了一种电机转子位置确定方法、装置及设备，接下来结合附图对本申请的技术方案进行说明：

图1为本发明提供的一种电机转子位置确定方法流程图，该方法包括以下步骤：

步骤101：获得电机的位置传感器的输出信号；所述输出信号包括A相脉冲信号、B相脉冲信号和Z相索引信号。

其中，本发明所使用的位置传感器为光电式位置传感器，光电传感器通常被称为编码器，其基本工作原理为：光束照射到光栅，光电探测器测量光，产生一个位置信号，编码器可以通过检测和记录位置、速度和方向的变化来提供准确的位置和运动信息，进而实现精确的位置控制。

本发明采用正交编码器（又名双通道增量式编码器），用于将线性移位转换为脉冲信号，通过监控脉冲的数目和两个信号的相对相位，用户可以跟踪旋转位置、旋转方向和速度；另外，第三个通道称为索引信号，编码器每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位，可用于对位置计数器进行复位，从而确定绝对位置。本发明将正交编码器安装在电机上，电机旋转一周，正交编码器准确的输出A相脉冲信号、B相脉冲信号和Z相索引信号，如图2所示，A相脉冲信号和B相脉冲信号相互正交，Z相信号为索引信号，正交编码器在角度测量和角速度测量中较绝对型编码器具有廉价和简易的优点。

步骤102：基于所述Z相索引信号，确定所述位置传感器输出的偏移脉冲数量。

其中，采用的位置传感器为正交编码器，正交编码器每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位，可用于对位置计数器进行复位，从而确定绝对位置。

具体的，本发明将正交编码器固定在电机上，随着电机的转动，输出正交信号A相脉冲信号和B相脉冲信号，以及索引信号Z，将这三个信号输入正交编码器中的正交解码模块中，当正交解码模块检测到Z相信号时候，此时正交解码模块中的正交解码单元捕获到的编码器脉冲计数值为pos_offset保存下来，即把此时编码器计数值作为偏移脉冲数量，用变量pos_offset保存下来，并在检测到Z相脉冲信号时清零正交解码单元捕获到的编码器脉冲计数值，以保证上电校准后，转子每旋转一圈都是从检测到Z相脉冲后开始计算角度。

步骤103：基于预设的具有周期性的中断时刻，确定所述转子在中断周期内的位移脉冲数量，并计算所述转子在所述中断周期内的旋转角速度。

其中，将正交编码器固定在电机上，随着电机的转动，将正交编码器由于电机旋转输出的三个信号，输入到正交编码器中的正交解码模块中，设定正交解码模块中的时间计算单元，每隔固定时间T1产生一次中断时刻，如图3所示形成中断周期，此时将正交解码模块中的正交解码单元捕获到的编码器脉冲计数值锁存为pos_cnt，即把此时编码器计数值作为位移脉冲数量，用变量pos_cnt保存下来，并在检测到中断时刻时清零计数单元捕获到的编码器脉冲计数值，以保证每次捕获到单位时间脉冲数量，都是T1时间内的脉冲数量。

其中，角速度指物体转动时在单位时间内所转过的角度，物体作匀速转运时，其角速度等于转过的角度和所历时间之比。转子的旋转角速度为转子在单位时间内旋转的角速度。

步骤104：基于所述偏移脉冲数量、所述位移脉冲数量和脉冲总数量，计算所述转子在所述中断周期内的转子位置信息；所述脉冲总数量为所述A相脉冲信号的数量和所述B相脉冲信号的数量之和；所述偏移脉冲数量以及所述位移脉冲数量是根据所述位置传感器输出的脉冲计数值确定得到的。

其中，电机旋转一周，正交编码器输出的A相脉冲信号和B相脉冲信号的总数为N个，称为脉冲总数量。

步骤105：基于所述旋转角速度和所述电机的电流环计算周期，得到所述转子的动态位置，并基于所述动态位置和所述转子位置信息，确定所述转子的实际位置信息。

其中，电流环计算是伺服电机运动控制的一环。运动伺服一般都是三环控制系统，从内到外依次是电流环、速度环、位置环。电流环的主要作用是通过调节功率放大器输出电压，使得电动机的转矩跟踪希望的设定值。由于电流环计算频率较高，一般为10-20KHz，因此，电流环计算的周期T2较短，如图3所示，在下一次T1时刻到来前，中间有很多次T2，计算转子位于电流环周期内的位移，结合中断周期获得的整数脉冲初步计算出的转子位置信息，进而得到了转子落入非整数脉冲时的实际位置信息，提高了确定转子位置的准确性。

作为一种可选的实施方式，所述基于所述偏移脉冲数量、所述位移脉冲数量和脉冲总数量，计算所述转子在所述中断周期内的转子位置信息，包括：

将所述偏移脉冲数量、所述位移脉冲数量和所述脉冲总数量，代入转子位置信息计算公式：

（1）

计算得到所述转子在所述中断周期内的所述转子位置信息；其中，表示所述转子位置信息；x表示所述转子在中断周期内的位移脉冲数量；y表示所述偏移脉冲数量；N表示所述脉冲总数量；360°表示所述电机旋转一周所经过角度。

其中，将所述偏移脉冲数量y、所述位移脉冲数量x和脉冲总数量N，代入转子位置信息计算公式（1）中，首先，以Z相脉冲为每一圈的0时刻起始至当前时刻为待测时间段，当待测时间段内只有一个中断周期时，x为所述转子在这一个中断周期内的位移脉冲数量，y表示所述偏移脉冲数量，则（x+y）表示当待测时间段内只有一个中断周期时的最终脉冲数量，此时，通过计算【】得到任意一个脉冲在电机旋转一周时的旋转角度，将其与转子在待测时间段内只有一个中断周期时的最终脉冲数量相乘，即得到了转子在待测时间段内只有一个中断周期时的旋转角度，即计算得到所述转子在待测时间段内只有一个中断周期时的所述转子位置信息；/>表示所述转子位置信息；x表示所述转子在中断周期内的位移脉冲数量；y表示所述偏移脉冲数量；N表示所述脉冲总数量。

具体的，当检测到Z相信号时候，将此时正交解码模块中的正交解码单元捕获到的编码器脉冲计数值为pos_offset保存下来，即把此时编码器计数值作为偏移脉冲数量y，用变量pos_offset保存下来；当待测时间段内只有一个中断周期时，检测到待测时间段内的中断时刻时，将此时正交解码模块中的正交解码单元捕获到的编码器脉冲计数值锁存为pos_cnt，即把此时编码器计数值作为位移脉冲数量x，用变量pos_cnt保存下来，故，在待测时间段内只有一个中断周期时，转子的位置采用如下公式（1.1）：（1.1）

同时，当检测到Z相信号时候，将此时正交解码模块中的正交解码单元捕获到的编码器脉冲计数值为pos_offset保存下来，即把此时编码器计数值作为偏移脉冲数量y，用变量pos_offset保存下来，其中，无论有多少个中断周期，偏移pos_offset只在开环控制电机转动后检测到z相时保存下来即可，无需每次中断周期均检测；进一步的，当待测时间段内有多个中断周期时，由于本发明每隔T1时间均会检测到pos_cnt个脉冲，则以Z相脉冲为每一圈的0时刻起始至当前时刻的待测时间段内会出现多次pos_cnt个脉冲，将多次pos_cnt个脉冲的累计值称为pos_cnt_last，以pos_cnt_last作为具有多个中断周期时的待测时间段内的位移脉冲数量累计值，可以将公式（1）中的x换为z，其中，z表示所述转子在多个中断周期内的位移脉冲数量，故，电机转子从开始到此刻总共检测到了pos_cnt_last个脉冲，故，在待测时间段内有多个中断周期时，转子的位置采用如下公式（1.2）：

（1.2）

本发明基于在待测时间段内的位移脉冲数量pos_cnt或位移脉冲数量的累计值pos_cnt_last，结合在待测时间段内只会出现一次的偏移脉冲数量pos_offset，即可得到当前时刻转子的转子位置信息，进而基于此次初步计算结果得到的转子位置信息获得转子的实际位置，提高了确定转子位置的精确性。

作为一种可选的实施方式，所述计算所述转子在所述中断周期内的旋转角速度，包括：

将所述位移脉冲数量、中断周期时长、所述电机旋转一周所经过的角度和所述电机旋转一周所产生的所述脉冲总数量，代入旋转角速度计算公式：

（2）

计算得到所述转子在所述中断周期内的旋转角速度；其中，表示所述旋转角速度；x表示所述转子在中断周期内的位移脉冲数量；360°表示所述电机旋转一周所经过角度；T1表示所述中断周期的时长；N表示所述脉冲总数量。

其中，将所述位移脉冲数量x、中断周期时长T1、所述电机旋转一周所经过的角度360°和所述电机旋转一周所产生的所述脉冲总数量N代入公式（2）中，计算得到所述转子在所述中断周期内的旋转角速度。本发明一个电机转子旋转一圈为360度，对应的A相和B相能输出N个脉冲，那么检测到一个脉冲即表示电机转子旋转了【360*（1/N）】度，又由于每隔T1时间转子在中断周期内的位移脉冲数量为pos_cnt，则根据转子在中断周期内x个脉冲旋转的总角度和中断周期所持续时间T1，得到了旋转角速度计算公式（2），基于公式（2）计算得到所述转子在所述中断周期内的旋转角速度，进而基于转子的旋转角速度得到转子在其他时间段的移动位移，即能获得转子在其他时间段的位置。

作为一种可选的实施方式，所述基于所述动态位置信息和所述转子位置信息，计算所述转子的转子实际位置，包括：

利用所述位置传感器的相位检测器，检测所述A相脉冲信号和所述B相脉冲信号中的超前信号；

当所述超前信号为所述A相脉冲信号时，将所述动态位置信息和所述转子位置信息之和确定为所述转子实际位置信息；

当所述超前信号为所述B相脉冲信号时，将所述动态位置信息和所述转子位置信息之差确定为所述转子实际位置信息。

其中，转子的旋转时刻落入电流环计算周期时，根据转子的旋转角速度和电流环计算周期T2，可以计算的旋转时刻落入电流环计算周期内的位移，进而得到所述转子的动态位置，利用相位检测器检测所述A相脉冲信号和所述B相脉冲信号中的超前信号，当所述超前信号为所述A相脉冲信号时，将所述动态位置信息和所述转子位置信息之和确定为所述转子实际位置信息，当所述超前信号为所述B相脉冲信号时，将所述动态位置信息和所述转子位置信息之差确定为所述转子实际位置信息。通过A相脉冲信号和B相脉冲信号的超前滞后判断，分情况获得转子实际位置信息，提高了转子位置的精准性。

作为一种可选的实施方式，所述当所述超前信号为所述A相脉冲信号时，将所述动态位置信息和所述转子位置信息之和确定为所述转子实际位置信息，包括：

当所述超前信号为所述A相脉冲信号时，将所述动态位置信息和所述转子位置信息代入超前转子实际位置信息计算公式：

（3）

得到当所述超前信号为所述A相脉冲信号时的所述转子实际位置信息；

当所述超前信号为所述B相脉冲信号时，将所述动态位置信息和所述转子位置信息之差确定为所述转子实际位置信息，包括：

当所述超前信号为所述B相脉冲信号时，将所述动态位置信息和所述转子位置信息代入滞后转子实际位置信息计算公式：

（4）

得到当所述超前信号为所述B相脉冲信号时的所述转子实际位置信息；其中，表示超前转子实际位置信息；/>表示滞后转子实际位置信息；/>表示所述转子实际位置信息；/>表示所述旋转角速度；T2表示所述电流环计算周期的时长。

其中，根据转子的旋转角速度和电流环计算周期的时长T2之乘积，可以得到转子在旋转时刻落入电流环计算周期时，以旋转角速度进行旋转的位移，即得到了转子的动态位置信息。当所述超前信号为所述A相脉冲信号时，将所述动态位置信息和所述转子位置信息代入超前转子实际位置信息计算公式（3）；当所述超前信号为所述B相脉冲信号时，将所述动态位置信息和所述转子位置信息代入滞后转子实际位置信息计算公式（4），通过A相脉冲信号和B相脉冲信号的超前滞后判断，分情况获得转子实际位置信息，如图3所示，正交解码模块每隔固定时间T1产生一次中断事件，计算更新转子位置θ，电流环每隔周期T2更新转子实际位置/>，准确的确认了转子的实际位置。

作为一种可选的实施方式，所述基于所述Z相索引信号，确定所述位置传感器输出的偏移脉冲数量之前，还包括：

基于预设的所述电机的直轴电流和交轴电流，使所述转子的初始位置与所述电机的任一相对齐；

利用开环控制装置控制所述电机旋转一周；所述电机旋转一周对应产生一个所述Z相索引信号。

其中，首先设定iq为0、id为安全范围内的固定值（具体的，安全范围是不超过额定电流，一般为一个很小的电流值），如图4所示，将转子位置与电机U、V、W三相定子的U相对齐，然后开环控制电机使开环角度从0度开始累计，累计到360度的时候停止控制，使电机旋转一周，当正交解码模块检测到Z相信号时候，此时的正交解码单元捕获到的编码器脉冲计数值为pos_offset保存下来，使本发明的转子位置确定方法计算量较小。

作为一种可选的实施方式，所述基于所述Z相索引信号，确定所述位置传感器输出的偏移脉冲数量，包括：

当所述位置传感器检测到所述Z相索引信号时，记录所述位置传感器输出的脉冲计数值，并将检测到所述Z相索引信号时的脉冲计数值确定为所述转子的偏移脉冲数量。

其中，当正交编码器检测到所述Z相索引信号时，记录此时输出的脉冲计数值，并将检测到所述Z相索引信号时的脉冲计数值确定为所述转子的偏移脉冲数量y。通过读取此时的脉冲计数值直接获得偏移脉冲数量y，使转子位置确定更为简单。

作为一种可选的实施方式，所述基于预设的具有周期性的中断时刻，确定所述转子在中断周期内的位移脉冲数量，包括：

利用所述位置传感器每隔固定时间产生一次中断事件，得到具有周期性的所述中断时刻；

当所述位置传感器检测到所述中断时刻发生时，基于所述中断周期，记录所述位置传感器输出的脉冲计数值，并将检测到所述中断时刻发生时的脉冲计数值确定为所述转子在中断周期内的位移脉冲数量。

其中，当正交编码器检测到所述中断时刻发生时，基于所述中断周期T1，记录所述位置传感器输出的脉冲计数值，并将检测到所述中断时刻发生时的脉冲计数值确定为所述转子在中断周期内的位移脉冲数量x。通过读取此时的脉冲计数值直接获得位移脉冲数量x，使转子位置确定更为简单。

基于同样的思路，本发明提供一种电机转子位置确定装置，如图5所示，该装置包括：

输出信号获取模块501，用于获得电机的位置传感器的输出信号；所述输出信号包括A相脉冲信号、B相脉冲信号和Z相索引信号；

偏移脉冲数量确定模块502，用于基于所述Z相索引信号，确定所述位置传感器输出的偏移脉冲数量；

位移脉冲数量和旋转角速度确定模块503，用于基于预设的具有周期性的中断时刻，确定所述转子在中断周期内的位移脉冲数量，并计算所述转子在所述中断周期内的旋转角速度；

转子位置信息计算模块504，用于基于所述偏移脉冲数量、所述位移脉冲数量和脉冲总数量，计算所述转子在所述中断周期内的转子位置信息；所述脉冲总数量为所述A相脉冲信号的数量和所述B相脉冲信号的数量之和；所述偏移脉冲数量以及所述位移脉冲数量是根据所述位置传感器输出的脉冲计数值确定得到的；

转子实际位置信息确定模块505，用于基于所述旋转角速度和所述电机的电流环计算周期，得到所述转子的动态位置，并基于所述动态位置和所述转子位置信息，确定所述转子的转子实际位置信息。

可选的，转子位置信息计算模块504，包括：

转子位置信息计算单元，用于将所述偏移脉冲数量、所述位移脉冲数量和脉冲总数量，代入转子位置信息计算公式：

；

计算得到所述转子在所述中断周期内的所述转子位置信息；其中，表示所述转子位置信息；x表示所述转子在中断周期内的位移脉冲数量；y表示所述偏移脉冲数量；N表示所述脉冲总数量。

可选的，位移脉冲数量和旋转角速度确定模块503，包括：

旋转角速度计算单元，用于将所述位移脉冲数量、中断周期时长、所述电机旋转一周所经过的角度和所述电机旋转一周所产生的所述脉冲总数量，代入旋转角速度计算公式：

；

计算得到所述转子在所述中断周期内的旋转角速度；其中，表示所述旋转角速度；x表示所述转子在中断周期内的位移脉冲数量；360°表示所述电机旋转一周所经过角度；T1表示所述中断周期的时长；N表示所述脉冲总数量。

可选的，转子实际位置信息确定模块505，包括：

超前信号检测单元，用于利用所述位置传感器的相位检测器，检测所述A相脉冲信号和所述B相脉冲信号中的超前信号；

转子实际位置信息第一确认单元，用于当所述超前信号为所述A相脉冲信号时，将所述动态位置信息和所述转子位置信息之和确定为所述转子实际位置信息；

转子实际位置信息第二确认单元，用于当所述超前信号为所述B相脉冲信号时，将所述动态位置信息和所述转子位置信息之差确定为所述转子实际位置信息。

可选的，转子实际位置信息第一确认单元，具体用于：

当所述超前信号为所述A相脉冲信号时，将所述动态位置信息和所述转子位置信息代入超前转子实际位置信息计算公式：

；

得到当所述超前信号为所述A相脉冲信号时的所述转子实际位置信息；

转子实际位置信息第二确认单元，具体用于：所述超前信号为所述B相脉冲信号时，将所述动态位置信息和所述转子位置信息代入滞后转子实际位置信息计算公式：

；

得到当所述超前信号为所述B相脉冲信号时的所述转子实际位置信息；其中，表示超前转子实际位置信息；/>表示滞后转子实际位置信息；/>表示所述转子实际位置信息；表示所述旋转角速度；T2表示所述电流环计算周期的时长。

可选的，图5中的装置，还包括：

转子初始位置校准模块，用于基于预设的所述电机的直轴电流和交轴电流，使所述转子的初始位置与所述电机的任一相对齐；

电机旋转控制模块，用于利用开环控制装置控制所述电机旋转一周；所述电机旋转一周对应产生一个所述Z相索引信号。

可选的，偏移脉冲数量确定模块502，包括：

偏移脉冲数量确定单元，用于当所述位置传感器检测到所述Z相索引信号时，记录所述位置传感器输出的脉冲计数值，并将检测到所述Z相索引信号时的脉冲计数值确定为所述转子的偏移脉冲数量。

可选的，位移脉冲数量和旋转角速度确定模块503，包括：

位移脉冲数量确定单元，用于利用所述位置传感器每隔固定时间产生一次中断事件，得到具有周期性的所述中断时刻；

当所述位置传感器检测到所述中断时刻发生时，基于所述中断周期，记录所述位置传感器输出的脉冲计数值，并将检测到所述中断时刻发生时的脉冲计数值确定为所述转子在中断周期内的位移脉冲数量。

基于同样的思路，本发明提供一种电机转子位置确定设备，如图6所示，该设备包括：

处理器以及与处理器耦合的通信接口；所述处理器用于运行计算机程序或指令，以实现上述一种电机转子位置确定方法。

如图6所示，上述处理器可以是一个通用中央处理器（central processing unit，CPU），微处理器，专用集成电路（application-specific integrated circuit，ASIC），或一个或多个用于控制本发明方案程序执行的集成电路。上述通信接口可以为一个或多个。通信接口可使用任何收发器一类的装置，用于与其他设备或通信网络通信。

如图6所示，上述终端设备还可以包括通信线路。通信线路可包括一通路，在上述组件之间传送信息。

可选的，如图6所示，该终端设备还可以包括存储器。存储器用于存储执行本发明方案的计算机执行指令，并由处理器来控制执行。处理器用于执行存储器中存储的计算机执行指令，从而实现本发明实施例提供的方法。

在具体实现中，作为一种实施例，如图6所示，处理器可以包括一个或多个CPU，如图6中的CPU0和CPU1。

在具体实现中，作为一种实施例，如图6所示，终端设备可以包括多个处理器，如图6中的处理器。这些处理器中的每一个可以是一个单核处理器，也可以是一个多核处理器。

处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器（digital signal processing，DSP）、ASIC、现成可编程门阵列（field-programmable gate array，FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

上述主要从各个模块交互的角度对本发明实施例提供的方案进行了介绍。可以理解的是，为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本发明能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

尽管在此结合各实施例对本发明进行了描述，然而，在实施所要求保护的本发明过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”（comprising）一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。

尽管结合具体特征及其实施例对本发明进行了描述，显而易见的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本发明的示例性说明，且视为已覆盖本发明范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。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，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种电机转子位置确定方法，其特征在于，包括：

获得电机的位置传感器的输出信号；所述输出信号包括A相脉冲信号、B相脉冲信号和Z相索引信号；

基于所述Z相索引信号，确定所述位置传感器输出的偏移脉冲数量；

基于预设的具有周期性的中断时刻，确定所述转子在中断周期内的位移脉冲数量，并计算所述转子在所述中断周期内的旋转角速度；

基于所述偏移脉冲数量、所述位移脉冲数量和脉冲总数量，计算所述转子在所述中断周期内的转子位置信息；所述脉冲总数量为所述A相脉冲信号的数量和所述B相脉冲信号的数量之和；所述偏移脉冲数量以及所述位移脉冲数量是根据所述位置传感器输出的脉冲计数值确定得到的；

基于所述旋转角速度和所述电机的电流环计算周期，得到所述转子的动态位置，并基于所述动态位置和所述转子位置信息，确定所述转子的实际位置信息。

2.根据权利要求1所述一种电机转子位置确定方法，其特征在于，所述基于所述偏移脉冲数量、所述位移脉冲数量和脉冲总数量，计算所述转子在所述中断周期内的转子位置信息，包括：

将所述偏移脉冲数量、所述位移脉冲数量和所述脉冲总数量，代入转子位置信息计算公式：

；

计算得到所述转子在所述中断周期内的所述转子位置信息；其中，表示所述转子位置信息；x表示所述转子在中断周期内的位移脉冲数量；y表示所述偏移脉冲数量；N表示所述脉冲总数量；360°表示所述电机旋转一周所经过角度。

3.根据权利要求1所述一种电机转子位置确定方法，其特征在于，所述计算所述转子在所述中断周期内的旋转角速度，包括：

将所述位移脉冲数量、中断周期时长、所述电机旋转一周所经过的角度和所述电机旋转一周所产生的所述脉冲总数量，代入旋转角速度计算公式：

；

计算得到所述转子在所述中断周期内的旋转角速度；其中，表示所述旋转角速度；x表示所述转子在中断周期内的位移脉冲数量；360°表示所述电机旋转一周所经过角度；T1表示所述中断周期的时长；N表示所述脉冲总数量。

4.根据权利要求1所述一种电机转子位置确定方法，其特征在于，所述基于所述动态位置信息和所述转子位置信息，计算所述转子的转子实际位置，包括：

利用所述位置传感器的相位检测器，检测所述A相脉冲信号和所述B相脉冲信号中的超前信号；

当所述超前信号为所述A相脉冲信号时，将所述动态位置信息和所述转子位置信息之和确定为所述转子实际位置信息；

当所述超前信号为所述B相脉冲信号时，将所述动态位置信息和所述转子位置信息之差确定为所述转子实际位置信息。

5.根据权利要求4所述一种电机转子位置确定方法，其特征在于，所述当所述超前信号为所述A相脉冲信号时，将所述动态位置信息和所述转子位置信息之和确定为所述转子实际位置信息，包括：

当所述超前信号为所述A相脉冲信号时，将所述动态位置信息和所述转子位置信息代入超前转子实际位置信息计算公式：

；

得到当所述超前信号为所述A相脉冲信号时的所述转子实际位置信息；

当所述超前信号为所述B相脉冲信号时，将所述动态位置信息和所述转子位置信息之差确定为所述转子实际位置信息，包括：

当所述超前信号为所述B相脉冲信号时，将所述动态位置信息和所述转子位置信息代入滞后转子实际位置信息计算公式：

；

得到当所述超前信号为所述B相脉冲信号时的所述转子实际位置信息；其中，表示滞后转子实际位置信息；/>所述转子实际位置信息；/>所述旋转角速度；T2表示所述电流环计算周期的时长。

6.根据权利要求1所述一种电机转子位置确定方法，其特征在于，所述基于所述Z相索引信号，确定所述位置传感器输出的偏移脉冲数量之前，还包括：

基于预设的所述电机的直轴电流和交轴电流，使所述转子的初始位置与所述电机的任一相对齐；

利用开环控制装置控制所述电机旋转一周；所述电机旋转一周对应产生一个所述Z相索引信号。

7.根据权利要求1所述一种电机转子位置确定方法，其特征在于，所述基于所述Z相索引信号，确定所述位置传感器输出的偏移脉冲数量，包括：

当所述位置传感器检测到所述Z相索引信号时，记录所述位置传感器输出的脉冲计数值，并将检测到所述Z相索引信号时的脉冲计数值确定为所述转子的偏移脉冲数量。

8.根据权利要求1所述一种电机转子位置确定方法，其特征在于，所述基于预设的具有周期性的中断时刻，确定所述转子在中断周期内的位移脉冲数量，包括：

利用所述位置传感器每隔固定时间产生一次中断事件，得到具有周期性的所述中断时刻；

当所述位置传感器检测到所述中断时刻发生时，基于所述中断周期，记录所述位置传感器输出的脉冲计数值，并将检测到所述中断时刻发生时的脉冲计数值确定为所述转子在中断周期内的位移脉冲数量。

9.一种电机转子位置确定装置，其特征在于，包括：

输出信号获取模块，用于获得电机的位置传感器的输出信号；所述输出信号包括A相脉冲信号、B相脉冲信号和Z相索引信号；

偏移脉冲数量确定模块，用于基于所述Z相索引信号，确定所述位置传感器输出的偏移脉冲数量；

位移脉冲数量和旋转角速度确定模块，用于基于预设的具有周期性的中断时刻，确定所述转子在中断周期内的位移脉冲数量，并计算所述转子在所述中断周期内的旋转角速度；

转子位置信息计算模块，用于基于所述偏移脉冲数量、所述位移脉冲数量和脉冲总数量，计算所述转子在所述中断周期内的转子位置信息；所述脉冲总数量为所述A相脉冲信号的数量和所述B相脉冲信号的数量之和；所述偏移脉冲数量以及所述位移脉冲数量是根据所述位置传感器输出的脉冲计数值确定得到的；

转子实际位置信息确定模块，用于基于所述旋转角速度和所述电机的电流环计算周期，得到所述转子的动态位置，并基于所述动态位置和所述转子位置信息，确定所述转子的转子实际位置信息。

10.一种电机转子位置确定设备，其特征在于，包括：

处理器以及与处理器耦合的通信接口；所述处理器用于运行计算机程序或指令，以实现如权利要求1-8任一项所述一种电机转子位置确定方法。