JP7770545B2 - モータ回転制御方法及び装置 - Google Patents
モータ回転制御方法及び装置Info
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Description
本発明は、モータ制御の技術分野に関し、具体的にモータ回転制御方法及び装置に関する。
永久磁石同期モータ制御は、広く用いられ、例えば全車駆動モータ、電動アシストステアリングモータ、全車ブレーキモータなどに用いられる。これらのモータコントローラには、一般的に高い機能セキュリティレベルと製品の信頼性が要求されており、通常は、成熟した信頼性のあるソフトウェアアーキテクチャが採用される。ＡＵＴＯＳＡＲは、成熟した信頼性があり、広く使用されているアーキテクチャとして、すでにトレンドになっている。機能安全を満たすＡＵＴＯＳＡＲアーキテクチャのＣＯＴＳソフトウェアを購入することにより、構成により機能安全を満たす所望のコードを生成する。また、モータコントローラ自体にも、機能安全の要求を満たすための多くの安全機構が追加される。これにより、コードの複雑さとソフトウェア実行時間が増加することは間違いない。
従来のモータ制御方法では、割り込みトリガー信号とＰＷＭ信号基準チャンネルが同一の信号であり、このようにモータの制御周期とＰＷＭ信号の周期が一致する形態が用いられる。例えばモータ制御のＰＷＭ信号の周期が５０ｕｓであると、割り込み関数の実行周期も５０ｕｓである。モータコントローラのＣＰＵ負荷が大きいと、負荷を低減させるためには、モータ制御のＰＷＭ信号と割り込みトリガーのＰＷＭ信号の周期をいずれも長くするしかなく、ＰＷＭ周期が長くなるとＮＶＨに影響する。
従来のモータＦＯＣ制御の３閉ループ制御の１つは、３閉ループシステムに対して、位置ループ制御関数、速度ループ制御関数と電流ループ関数の３つのＴａｓｋ又は割り込みをそれぞれ確立することである。この３つの関数が異なるＴａｓｋ又は割り込みに属するため、必然的に３つの実行優先度と関数ネストの問題が存在する。なお、この過程において、ＥＣＵでは、一般的には３ループ制御システム関数のタイミングと位相が他の割り込みとＴａｓｋにより混合され又は阻止され、モータのリアルタイム制御システムにとっては、タスク割り込み又はネスト実行の過程において、３ループ制御計算結果の値は、現在の最新の値ではなかったり、制御順序が所望の順序で実行されなかったりして、制御効果に影響を与える可能性があり、なお、そのＣＰＵ負荷は一般的に非常に大きい。そのため、モータ回転制御が可能な方法を設計することは、当業者が早急に解決すべき技術課題となっている。
本発明の実施例は、前記欠陥に対して、モータ制御時のＳＶＰＷＭの更新周波数に影響を与えることなくＣＰＵ負荷の低減を実現できるモータ回転制御方法を開示する。
本発明の実施例の第１態様によれば、モータ回転制御方法を開示し、このモータ回転制御方法は、
第１割り込み周期において、モータの第１位置サンプリング情報を取得し、前記モータの第１位置サンプリング情報に対して位置ループ計算を行って第１制御出力結果を得るステップと、
第２割り込み周期において、第１割り込み周期において計算して得られた第１制御出力結果を受信し、前記第１制御出力結果に対して速度ループ計算を行って第２制御出力結果を得るステップと、
第３割り込み周期において、第２割り込み周期において計算して得られた第２制御出力結果を受信し、前記第２制御出力結果に対して電流ループ計算を行って第３制御出力結果を得るステップと、
第４割り込み周期において、第３割り込み周期において計算して得られた第３制御出力結果を受信し、前記第３制御出力結果に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って現在周期のＳＶＰＷＭ信号を得るステップであって、前記第１割り込み周期、第２割り込み周期、第３割り込み周期と第４割り込み周期が割り込み制御周期を構成し、前記割り込み制御周期とＰＷＭ信号基準チャンネルとがディカップリングされるステップと、
第４割り込み周期において、モータの現在の第２位置サンプリング情報を取得し、前記第２位置サンプリング情報を予測して、予め設定された数の予測周期内のモータロータの位置結果情報を得、前記位置結果情報に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って予め設定された数の予測周期のＳＶＰＷＭ信号を得るステップと、
前記現在周期のＳＶＰＷＭ信号と予め設定された数の予測周期のＳＶＰＷＭ信号に基づいてＳＶＰＷＭ制御信号グループを生成し、前記ＳＶＰＷＭ制御信号グループに基づいてモータを制御するステップとを含む。
第１割り込み周期において、モータの第１位置サンプリング情報を取得し、前記モータの第１位置サンプリング情報に対して位置ループ計算を行って第１制御出力結果を得るステップと、
第２割り込み周期において、第１割り込み周期において計算して得られた第１制御出力結果を受信し、前記第１制御出力結果に対して速度ループ計算を行って第２制御出力結果を得るステップと、
第３割り込み周期において、第２割り込み周期において計算して得られた第２制御出力結果を受信し、前記第２制御出力結果に対して電流ループ計算を行って第３制御出力結果を得るステップと、
第４割り込み周期において、第３割り込み周期において計算して得られた第３制御出力結果を受信し、前記第３制御出力結果に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って現在周期のＳＶＰＷＭ信号を得るステップであって、前記第１割り込み周期、第２割り込み周期、第３割り込み周期と第４割り込み周期が割り込み制御周期を構成し、前記割り込み制御周期とＰＷＭ信号基準チャンネルとがディカップリングされるステップと、
第４割り込み周期において、モータの現在の第２位置サンプリング情報を取得し、前記第２位置サンプリング情報を予測して、予め設定された数の予測周期内のモータロータの位置結果情報を得、前記位置結果情報に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って予め設定された数の予測周期のＳＶＰＷＭ信号を得るステップと、
前記現在周期のＳＶＰＷＭ信号と予め設定された数の予測周期のＳＶＰＷＭ信号に基づいてＳＶＰＷＭ制御信号グループを生成し、前記ＳＶＰＷＭ制御信号グループに基づいてモータを制御するステップとを含む。
１つの選択的な実施形態としては、本発明の実施例の第１態様において、前記した、モータの第１位置サンプリング情報を取得し、前記モータの第１位置サンプリング情報に対して位置ループ計算を行って第１制御出力結果を得るステップは、
モータの第１割り込み周期におけるモータ位置サンプリング情報を取得するステップと、
第１割り込み周期のモータ位置サンプリング情報を処理してモータロータの実際位置と電子ロータの実際回転数を得るステップと、
モータ制御入力の目標位置及びモータロータの実際位置に基づいて、モータの位置に対して閉ループ制御を行い且つ第１制御出力結果を得るステップとを含み、
前記した、第１割り込み周期において計算して得られた第１制御出力結果を受信し、前記第１制御出力結果に対して速度ループ計算を行って第２制御出力結果を得るステップは、
第１割り込み周期において計算して得られた第１制御出力結果及びモータロータの実際回転数を受信するステップと、
モータの目標速度に対して閉ループ制御計算を行って第２制御出力結果を得るステップとを含み、
前記した、第２割り込み周期において計算して得られた第２制御出力結果を受信し、前記第２制御出力結果に対して電流ループ計算を行って第３制御出力結果を得るステップは、
モータ相電流をサンプリングして相電流ＩａとＩｃを得るステップと、
前記相電流ＩａとＩｃに対してＣｌａｒｋとＰａｒｋ変換を行って直軸電流Ｉｄと横軸電流Ｉｑを得るステップであって、横軸が直軸よりも９０度の電気角だけ進むステップと、
第２割り込み周期において計算して得られた第２制御出力結果を受信し、モータの直軸電流Ｉｄと横軸電流Ｉｑに対して閉ループ制御を行って、第３制御出力結果を得るステップとを含み、
前記した、第３割り込み周期において計算して得られた第３制御出力結果を受信し、前記第３制御出力結果に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って現在周期のＳＶＰＷＭ信号を得るステップは、
モータの第４割り込み周期におけるモータ位置サンプリング情報を取得するステップと、
第４割り込み周期におけるモータ位置サンプリング情報を処理してモータロータの実際位置とモータロータの回転数を得るステップと、
第３割り込み周期において計算して得られた第３制御出力結果を受信し、前記第３制御出力結果に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って現在周期のＳＶＰＷＭ信号を得るステップとを含み、
前記した、モータの現在の第２位置サンプリング情報を取得し、前記第２位置サンプリング情報を予測して、予め設定された数の予測周期内のモータロータの位置結果情報を得、前記位置結果情報に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って予め設定された数の予測周期のＳＶＰＷＭ信号を得るステップは、
第４割り込み周期のモータ回転数と位置を取得するステップと、
前記第４割り込み周期のモータ回転数と位置に基づいて次の段階での第１割り込み周期のモータロータ位置、第２割り込み周期のモータロータ位置と第３割り込み周期のモータロータ位置を予測するステップと、
それぞれ次の段階での第１割り込み周期、第２割り込み周期と第３割り込み周期の出力結果に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換計算を行って次の段階での位置ループ、速度ループと電流ループに対応するＳＶＰＷＭ信号を得るステップとを含む。
モータの第１割り込み周期におけるモータ位置サンプリング情報を取得するステップと、
第１割り込み周期のモータ位置サンプリング情報を処理してモータロータの実際位置と電子ロータの実際回転数を得るステップと、
モータ制御入力の目標位置及びモータロータの実際位置に基づいて、モータの位置に対して閉ループ制御を行い且つ第１制御出力結果を得るステップとを含み、
前記した、第１割り込み周期において計算して得られた第１制御出力結果を受信し、前記第１制御出力結果に対して速度ループ計算を行って第２制御出力結果を得るステップは、
第１割り込み周期において計算して得られた第１制御出力結果及びモータロータの実際回転数を受信するステップと、
モータの目標速度に対して閉ループ制御計算を行って第２制御出力結果を得るステップとを含み、
前記した、第２割り込み周期において計算して得られた第２制御出力結果を受信し、前記第２制御出力結果に対して電流ループ計算を行って第３制御出力結果を得るステップは、
モータ相電流をサンプリングして相電流ＩａとＩｃを得るステップと、
前記相電流ＩａとＩｃに対してＣｌａｒｋとＰａｒｋ変換を行って直軸電流Ｉｄと横軸電流Ｉｑを得るステップであって、横軸が直軸よりも９０度の電気角だけ進むステップと、
第２割り込み周期において計算して得られた第２制御出力結果を受信し、モータの直軸電流Ｉｄと横軸電流Ｉｑに対して閉ループ制御を行って、第３制御出力結果を得るステップとを含み、
前記した、第３割り込み周期において計算して得られた第３制御出力結果を受信し、前記第３制御出力結果に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って現在周期のＳＶＰＷＭ信号を得るステップは、
モータの第４割り込み周期におけるモータ位置サンプリング情報を取得するステップと、
第４割り込み周期におけるモータ位置サンプリング情報を処理してモータロータの実際位置とモータロータの回転数を得るステップと、
第３割り込み周期において計算して得られた第３制御出力結果を受信し、前記第３制御出力結果に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って現在周期のＳＶＰＷＭ信号を得るステップとを含み、
前記した、モータの現在の第２位置サンプリング情報を取得し、前記第２位置サンプリング情報を予測して、予め設定された数の予測周期内のモータロータの位置結果情報を得、前記位置結果情報に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って予め設定された数の予測周期のＳＶＰＷＭ信号を得るステップは、
第４割り込み周期のモータ回転数と位置を取得するステップと、
前記第４割り込み周期のモータ回転数と位置に基づいて次の段階での第１割り込み周期のモータロータ位置、第２割り込み周期のモータロータ位置と第３割り込み周期のモータロータ位置を予測するステップと、
それぞれ次の段階での第１割り込み周期、第２割り込み周期と第３割り込み周期の出力結果に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換計算を行って次の段階での位置ループ、速度ループと電流ループに対応するＳＶＰＷＭ信号を得るステップとを含む。
１つの選択的な実施形態としては、本発明の実施例の第１態様において、前記割り込み制御周期の優先度は、アプリケーションプログラムタイプ割り込みの最高レベルに設定される。
具体的な実施では、割り込み制御周期の優先度が高く設定されているため、他の割り込み又はアプリケーションプログラムタスクに干渉されることはない。通常の割り込みは、１レベル割り込みと２レベル割り込みに分けられ、ここでのアプリケーションプログラム割り込みは、２レベル割り込みであり、１レベル割り込みは、一般的にシステムレベルの設定であり、ここでアプリケーションプログラムタイプ割り込みの最高レベルに設定すれば、対応する３閉ループ制御の分解を実現することができる。
１つの選択的な実施形態としては、本発明の実施例の第１態様において、前記した、前記現在周期のＳＶＰＷＭ信号と予め設定された数の予測周期のＳＶＰＷＭ信号に基づいてＳＶＰＷＭ制御信号グループを生成するステップの後、
上記ステップをサイクリック実行し、得られたＳＶＰＷＭ制御信号グループに対して対応するシーケンスインデックス番号を生成し、対応するＳＶＰＷＭ制御信号グループとシーケンスインデックス番号とを関連付けて記憶するステップと、
新たな割り込み制御周期に入るたびに、対応するシーケンスインデックス番号に基づいて新たな割り込み制御周期に関連するＳＶＰＷＭ制御信号グループを取得して後続のモータ制御を行うステップとを更に含む。
上記ステップをサイクリック実行し、得られたＳＶＰＷＭ制御信号グループに対して対応するシーケンスインデックス番号を生成し、対応するＳＶＰＷＭ制御信号グループとシーケンスインデックス番号とを関連付けて記憶するステップと、
新たな割り込み制御周期に入るたびに、対応するシーケンスインデックス番号に基づいて新たな割り込み制御周期に関連するＳＶＰＷＭ制御信号グループを取得して後続のモータ制御を行うステップとを更に含む。
制御シーケンス全体に対して順に生成してサイクリック実行し、割り込み関数に入るたびに、入る割り込み関数のシーケンス番号に基づいて、それに対応する１組のＳＶＰＷＭ制御信号をインデックス且つ更新し、モータ駆動ブリッジ回路に作用する。このように、ＣＰＵ負荷の低減によりモータ制御時のＳＶＰＷＭ更新周波数に影響を与えることがない。
１つの選択的な実施形態としては、本発明の実施例の第１態様において、前記モータ回転制御方法は、
中央プロセッサの現在の負荷動作情報を取得するステップと、
前記負荷動作情報と予め設定された負荷とを比較し、前記負荷情報が予め設定された負荷よりも大きい場合に、前記割り込み制御周期の大きさを中央プロセッサの負荷動作情報が予め設定された負荷よりも小さくなるまで高めるステップとを更に含む。
中央プロセッサの現在の負荷動作情報を取得するステップと、
前記負荷動作情報と予め設定された負荷とを比較し、前記負荷情報が予め設定された負荷よりも大きい場合に、前記割り込み制御周期の大きさを中央プロセッサの負荷動作情報が予め設定された負荷よりも小さくなるまで高めるステップとを更に含む。
ここでＣＰＵの負荷動作状態をリアルタイムに検出して予め設定された負荷と比較することで、ＣＰＵが合理的な区間内に動作するか否かを判断し、該ＣＰＵの現在の動作負荷が高すぎる場合には、割り込み制御周期の大きさを高めて動作負荷を低減させる。
１つの選択的な実施形態としては、本発明の実施例の第１態様において、前記モータ回転制御方法は、
時間取得モジュールによってＡＤ信号サンプリングトリガー時間Ｔ１及び割り込みトリガー時間Ｔ２を取得するステップと、
モータの現在回転数ωを取得するステップと
前記ＡＤ信号サンプリングトリガー時間Ｔ１、割り込みトリガー時間Ｔ２、現在回転数ω及び位置補償式に基づいて計算して、予測されたモータロータ位置情報を得、予測されたモータロータ位置情報に基づいてモータに対して回転制御を行い、ＳＶＰＷＭを生成するステップであって、前記位置補償式は、θ２＝θ１＋ω＊（Ｔ２－Ｔ１＋ｎ＊Ｔ）であり、ただし、ｎは、予測されたＰＷＭ信号を生成する制御周期と現在制御周期とが異なる周期の数、Ｔは、モータ制御の周期時間、ωは、モータの現在回転数、Ｔ２は、割り込みトリガー時間、Ｔ１は、ＡＤ信号トリガー時間、θ１は、現在周期のモータロータ位置をＡＤサンプリング処理した後に計算して得られた角度、θ２は、対応する制御周期において予測されたモータロータ位置であるステップとを更に含む。
時間取得モジュールによってＡＤ信号サンプリングトリガー時間Ｔ１及び割り込みトリガー時間Ｔ２を取得するステップと、
モータの現在回転数ωを取得するステップと
前記ＡＤ信号サンプリングトリガー時間Ｔ１、割り込みトリガー時間Ｔ２、現在回転数ω及び位置補償式に基づいて計算して、予測されたモータロータ位置情報を得、予測されたモータロータ位置情報に基づいてモータに対して回転制御を行い、ＳＶＰＷＭを生成するステップであって、前記位置補償式は、θ２＝θ１＋ω＊（Ｔ２－Ｔ１＋ｎ＊Ｔ）であり、ただし、ｎは、予測されたＰＷＭ信号を生成する制御周期と現在制御周期とが異なる周期の数、Ｔは、モータ制御の周期時間、ωは、モータの現在回転数、Ｔ２は、割り込みトリガー時間、Ｔ１は、ＡＤ信号トリガー時間、θ１は、現在周期のモータロータ位置をＡＤサンプリング処理した後に計算して得られた角度、θ２は、対応する制御周期において予測されたモータロータ位置であるステップとを更に含む。
割り込み制御周期とＰＷＭ信号基準チャンネル周期とがディカップリングされ、即ち割り込み制御関数に入る時刻とモータにより駆動されるＳＶＰＷＭのＡＤサンプリングトリガー時刻との時間差がランダムであるため、より良い信号同期を実現するためには、具体的な実施では、角度補償を行ってより正確なモータ制御を実現する必要がある。
１つの選択的な実施形態としては、本発明の実施例の第１態様において、前記予め設定された数は、３つである。
本発明の実施例の第２態様は、モータ回転制御装置を開示し、このモータ回転制御装置は、
第１割り込み周期において、モータの第１位置サンプリング情報を取得し、前記モータの第１位置サンプリング情報に対して位置ループ計算を行って第１制御出力結果を得るための位置ループ計算モジュールと、
第２割り込み周期において、第１割り込み周期において計算して得られた第１制御出力結果を受信し、前記第１制御出力結果に対して速度ループ計算を行って第２制御出力結果を得るための速度ループ計算モジュールと、
第３割り込み周期において、第２割り込み周期において計算して得られた第２制御出力結果を受信し、前記第２制御出力結果に対して電流ループ計算を行って第３制御出力結果を得るための電流ループ計算モジュールと、
第４割り込み周期において、第３割り込み周期において計算して得られた第３制御出力結果を受信し、前記第３制御出力結果に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って現在周期のＳＶＰＷＭ信号を得るためのＰＷＭ計算モジュールであって、前記第１割り込み周期、第２割り込み周期、第３割り込み周期と第４割り込み周期が割り込み制御周期を構成し、前記割り込み制御周期とＰＷＭ信号基準チャンネルとがディカップリングされるＰＷＭ計算モジュールと、
第４割り込み周期において、モータの現在の第２位置サンプリング情報を取得し、前記第２位置サンプリング情報を予測して、予め設定された数の予測周期内のモータロータの位置結果情報を得、前記位置結果情報に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って予め設定された数の予測周期のＳＶＰＷＭ信号を得るための信号予測モジュールと、
前記現在周期のＳＶＰＷＭ信号と予め設定された数の予測周期のＳＶＰＷＭ信号に基づいてＳＶＰＷＭ制御信号グループを生成し、前記ＳＶＰＷＭ制御信号グループに基づいてモータを制御するためのモータ制御モジュールとを含む。
第１割り込み周期において、モータの第１位置サンプリング情報を取得し、前記モータの第１位置サンプリング情報に対して位置ループ計算を行って第１制御出力結果を得るための位置ループ計算モジュールと、
第２割り込み周期において、第１割り込み周期において計算して得られた第１制御出力結果を受信し、前記第１制御出力結果に対して速度ループ計算を行って第２制御出力結果を得るための速度ループ計算モジュールと、
第３割り込み周期において、第２割り込み周期において計算して得られた第２制御出力結果を受信し、前記第２制御出力結果に対して電流ループ計算を行って第３制御出力結果を得るための電流ループ計算モジュールと、
第４割り込み周期において、第３割り込み周期において計算して得られた第３制御出力結果を受信し、前記第３制御出力結果に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って現在周期のＳＶＰＷＭ信号を得るためのＰＷＭ計算モジュールであって、前記第１割り込み周期、第２割り込み周期、第３割り込み周期と第４割り込み周期が割り込み制御周期を構成し、前記割り込み制御周期とＰＷＭ信号基準チャンネルとがディカップリングされるＰＷＭ計算モジュールと、
第４割り込み周期において、モータの現在の第２位置サンプリング情報を取得し、前記第２位置サンプリング情報を予測して、予め設定された数の予測周期内のモータロータの位置結果情報を得、前記位置結果情報に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って予め設定された数の予測周期のＳＶＰＷＭ信号を得るための信号予測モジュールと、
前記現在周期のＳＶＰＷＭ信号と予め設定された数の予測周期のＳＶＰＷＭ信号に基づいてＳＶＰＷＭ制御信号グループを生成し、前記ＳＶＰＷＭ制御信号グループに基づいてモータを制御するためのモータ制御モジュールとを含む。
１つの選択的な実施形態としては、本発明の実施例の第２態様において、前記割り込み制御周期の優先度は、アプリケーションプログラムタイプ割り込みの最高レベルに設定される。
本発明の実施例の第３態様は、実行可能なプログラムコードが記憶されるメモリと、前記メモリにカップリングされるプロセッサとを含む電子機器を開示し、前記プロセッサは、本発明の実施例の第１態様に開示されたモータ回転制御方法を実行するために、前記メモリに記憶された前記実行可能なプログラムコードを呼び出す。
本発明の実施例の第４態様は、コンピュータプログラムが記憶されるコンピュータ可読記憶媒体を開示し、そのうち、前記コンピュータプログラムは、本発明の実施例の第１態様に開示されたモータ回転制御方法をコンピュータに実行させる。
本発明の実施例は、従来技術に比べて、以下有益な効果を有する。
本発明の実施例において、モータ回転制御方法は、割り込みトリガー信号を追加することでＰＷＭ信号基準チャンネルとのディカップリングを実現し、割り込み関数のスケジューリング周期を追加することで、ＣＰＵ負荷を低減させるとモータ制御時ＳＶＰＷＭの更新周波数に影響を与えることはない。
本発明の実施例における技術案をより明確に説明するために、以下では、実施例において、使用する必要がある図面を簡単に説明する。明らかに、以下の説明における図面は本発明のいくつかの実施例にすぎず、当業者にとっては、創造的な労働を払わずに、これらの図面に基づいて他の図面を得ることができる。
本発明の実施例に開示されるモータ回転制御方法のフローチャートである。
本発明の実施例に開示される割り込み制御周期自動調整のフローチャートである。
本発明の実施例に開示される角度補償計算のフローチャートである。
本発明の実施例に開示されるモータＦＯＣ制御の原理ブロック図である。
本発明の実施例に開示される割り込みとモータＰＷＭ駆動関係の概略図である。
本発明の実施例によるモータ回転制御装置の構造概略図である。
本発明の実施例による電子機器の構造概略図である。
以下は、本発明の実施例における図面を結び付けながら、本発明の実施例における技術案を明瞭で完全に記述する。明らかに、説明された実施例は、本発明の一部の実施例にすぎず、すべての実施例ではない。本発明における実施例に基づいて、当業者が創造的な労力を払わない前提で得られたすべての他の実施例、いずれも本発明の保護範囲に属する。
説明すべきこととして、本発明の明細書と特許請求の範囲における用語「第１」、「第２」、「第３」、「第４」などは、特定の順序を記述するのではなく、異なる対象を区別するために用いられる。本発明の実施例の用語「含む」及び「有する」並びにそれらの任意の変形は、非排他的な「包含」をカバーすることを意図しており、例示的には、一連のステップ又はユニットを含むプロセス、方法、システム、製品又は機器は、明確に列挙されたそれらのステップ又はユニットに限定される必要はなく、明確に列挙されていない、又はこれらのプロセス、方法、製品又は機器に固有の他のステップ又はユニットを含むことができる。
従来のモータＦＯＣ制御の３閉ループ制御の１つは、３閉ループシステムに対して、位置ループ制御関数、速度ループ制御関数と電流ループ関数の３つのＴａｓｋ又は割り込みをそれぞれ確立することである。この３つの関数が異なるＴａｓｋ又は割り込みに属するため、必然的に３つの実行優先度と関数ネストの問題が存在する。なお、この過程において、ＥＣＵでは、一般的には３ループ制御システム関数のタイミングと位相が他の割り込みとＴａｓｋにより混合され又は阻止され、モータのリアルタイム制御システムにとっては、タスク割り込み又はネスト実行の過程において、３ループ制御計算結果の値は、現在の最新の値ではなかったり、制御順序が所望の順序で実行されなかったりして、制御効果に影響を与える可能性があり、なお、そのＣＰＵ負荷は一般的に非常に大きい。これに基づいて、本発明の実施例は、モータ回転制御方法、装置、電子機器及び記憶媒体を開示し、割り込みトリガー信号を追加することでＰＷＭ信号基準チャンネルとのディカップリングを実現し、割り込み関数のスケジューリング周期を追加することでＣＰＵ負荷を低減させる時、モータ制御時のＳＶＰＷＭの更新周波数に影響を与えないことを実現する。
実施例１
図１を参照すると、図１は、本発明の実施例に開示されるモータ回転制御方法のフローチャートである。そのうち、本発明の実施例に記述されている方法の実行主体は、ソフトウェア又は／及びハードウェアからなる実行主体であり、該実行主体は、有線又は／及び無線方式で関連情報を受信し、一定の命令を送信することができる。無論、それは、一定の処理機能と記憶機能を更に有することができる。該実行主体は、複数の機器、例えば遠隔の物理サーバー又はクラウドサーバー及び関連するソフトウェア、又は、あるところに配置された機器に関連操作を行うローカルホストコンピューター又はサーバー及び関連するソフトウェアなどを制御することができる。いくつかのシナリオにおいて、更に複数の記憶機器を制御することができ、記憶機器は、機器と同じ場所又は別の場所に配置することができる。図１に示すように、該モータ回転制御方法は、
第１割り込み周期において、モータの第１位置サンプリング情報を取得し、前記モータの第１位置サンプリング情報に対して位置ループ計算を行って第１制御出力結果を得るステップＳ１０１と、
第２割り込み周期において、第１割り込み周期において計算して得られた第１制御出力結果を受信し、前記第１制御出力結果に対して速度ループ計算を行って第２制御出力結果を得るステップＳ１０２と、
第３割り込み周期において、第２割り込み周期において計算して得られた第２制御出力結果を受信し、前記第２制御出力結果に対して電流ループ計算を行って第３制御出力結果を得るステップＳ１０３と、
第４割り込み周期において、第３割り込み周期において計算して得られた第３制御出力結果を受信し、前記第３制御出力結果に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って現在周期のＳＶＰＷＭ信号を得るステップＳ１０４であって、前記第１割り込み周期、第２割り込み周期、第３割り込み周期と第４割り込み周期が割り込み制御周期を構成し、前記割り込み制御周期とＰＷＭ信号基準チャンネルとがディカップリングされ、ここでの割り込み制御周期が完全なモータＦＯＣ制御周期であるステップＳ１０４と、
第４割り込み周期において、モータの現在の第２位置サンプリング情報を取得し、前記第２位置サンプリング情報を予測して、予め設定された数の予測周期内のモータロータの位置結果情報を得、前記位置結果情報に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って予め設定された数の予測周期のＳＶＰＷＭ信号を得るステップＳ１０５と、
前記現在周期のＳＶＰＷＭ信号と予め設定された数の予測周期のＳＶＰＷＭ信号に基づいてＳＶＰＷＭ制御信号グループを生成し、前記ＳＶＰＷＭ制御信号グループに基づいてモータを制御するステップＳ１０６と含んでもよい。
図１を参照すると、図１は、本発明の実施例に開示されるモータ回転制御方法のフローチャートである。そのうち、本発明の実施例に記述されている方法の実行主体は、ソフトウェア又は／及びハードウェアからなる実行主体であり、該実行主体は、有線又は／及び無線方式で関連情報を受信し、一定の命令を送信することができる。無論、それは、一定の処理機能と記憶機能を更に有することができる。該実行主体は、複数の機器、例えば遠隔の物理サーバー又はクラウドサーバー及び関連するソフトウェア、又は、あるところに配置された機器に関連操作を行うローカルホストコンピューター又はサーバー及び関連するソフトウェアなどを制御することができる。いくつかのシナリオにおいて、更に複数の記憶機器を制御することができ、記憶機器は、機器と同じ場所又は別の場所に配置することができる。図１に示すように、該モータ回転制御方法は、
第１割り込み周期において、モータの第１位置サンプリング情報を取得し、前記モータの第１位置サンプリング情報に対して位置ループ計算を行って第１制御出力結果を得るステップＳ１０１と、
第２割り込み周期において、第１割り込み周期において計算して得られた第１制御出力結果を受信し、前記第１制御出力結果に対して速度ループ計算を行って第２制御出力結果を得るステップＳ１０２と、
第３割り込み周期において、第２割り込み周期において計算して得られた第２制御出力結果を受信し、前記第２制御出力結果に対して電流ループ計算を行って第３制御出力結果を得るステップＳ１０３と、
第４割り込み周期において、第３割り込み周期において計算して得られた第３制御出力結果を受信し、前記第３制御出力結果に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って現在周期のＳＶＰＷＭ信号を得るステップＳ１０４であって、前記第１割り込み周期、第２割り込み周期、第３割り込み周期と第４割り込み周期が割り込み制御周期を構成し、前記割り込み制御周期とＰＷＭ信号基準チャンネルとがディカップリングされ、ここでの割り込み制御周期が完全なモータＦＯＣ制御周期であるステップＳ１０４と、
第４割り込み周期において、モータの現在の第２位置サンプリング情報を取得し、前記第２位置サンプリング情報を予測して、予め設定された数の予測周期内のモータロータの位置結果情報を得、前記位置結果情報に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って予め設定された数の予測周期のＳＶＰＷＭ信号を得るステップＳ１０５と、
前記現在周期のＳＶＰＷＭ信号と予め設定された数の予測周期のＳＶＰＷＭ信号に基づいてＳＶＰＷＭ制御信号グループを生成し、前記ＳＶＰＷＭ制御信号グループに基づいてモータを制御するステップＳ１０６と含んでもよい。
更に好適には、前記した、モータの第１位置サンプリング情報を取得し、前記モータの第１位置サンプリング情報に対して位置ループ計算を行って第１制御出力結果を得るステップは、
モータの第１割り込み周期におけるモータ位置サンプリング情報を取得するステップと、
第１割り込み周期のモータ位置サンプリング情報を処理してモータロータの実際位置と電子ロータの実際回転数を得るステップと、
モータ制御入力の目標位置及びモータロータの実際位置に基づいて、モータの位置に対して閉ループ制御を行い且つ第１制御出力結果を得るステップとを含み、
前記した、第１割り込み周期において計算して得られた第１制御出力結果を受信し、前記第１制御出力結果に対して速度ループ計算を行って第２制御出力結果を得るステップは、
第１割り込み周期において計算して得られた第１制御出力結果及びモータロータの実際回転数を受信するステップと、
モータの目標速度に対して閉ループ制御計算を行って第２制御出力結果を得るステップとを含み、
前記した、第２割り込み周期において計算して得られた第２制御出力結果を受信し、前記第２制御出力結果に対して電流ループ計算を行って第３制御出力結果を得るステップは、
モータ相電流をサンプリングして相電流ＩａとＩｃを得るステップと、
前記相電流ＩａとＩｃに対してＣｌａｒｋとＰａｒｋ変換を行って直軸電流Ｉｄと横軸電流Ｉｑを得るステップであって、横軸が直軸よりも９０度の電気角だけ進むステップと、
第２割り込み周期において計算して得られた第２制御出力結果を受信し、モータの直軸電流Ｉｄと横軸電流Ｉｑに対して閉ループ制御を行って、第３制御出力結果を得るステップとを含み、
前記した、第３割り込み周期において計算して得られた第３制御出力結果を受信し、前記第３制御出力結果に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って現在周期のＳＶＰＷＭ信号を得るステップは、
モータの第４割り込み周期におけるモータ位置サンプリング情報を取得するステップと、
第４割り込み周期におけるモータ位置サンプリング情報を処理してモータロータの実際位置とモータロータの回転数を得るステップと、
第３割り込み周期において計算して得られた第３制御出力結果を受信し、前記第３制御出力結果に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って現在周期のＳＶＰＷＭ信号を得るステップとを含み、
前記した、モータの現在の第２位置サンプリング情報を取得し、前記第２位置サンプリング情報を予測して、予め設定された数の予測周期内のモータロータの位置結果情報を得、前記位置結果情報に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って予め設定された数の予測周期のＳＶＰＷＭ信号を得るステップは、
第４割り込み周期のモータ回転数と位置を取得するステップと、
前記第４割り込み周期のモータ回転数と位置に基づいて次の段階での第１割り込み周期のモータロータ位置、第２割り込み周期のモータロータ位置と第３割り込み周期のモータロータ位置を予測するステップと、
それぞれ次の段階での第１割り込み周期、第２割り込み周期と第３割り込み周期の出力結果に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換計算を行って次の段階での位置ループ、速度ループと電流ループに対応するＳＶＰＷＭ信号を得るステップとを含む。
モータの第１割り込み周期におけるモータ位置サンプリング情報を取得するステップと、
第１割り込み周期のモータ位置サンプリング情報を処理してモータロータの実際位置と電子ロータの実際回転数を得るステップと、
モータ制御入力の目標位置及びモータロータの実際位置に基づいて、モータの位置に対して閉ループ制御を行い且つ第１制御出力結果を得るステップとを含み、
前記した、第１割り込み周期において計算して得られた第１制御出力結果を受信し、前記第１制御出力結果に対して速度ループ計算を行って第２制御出力結果を得るステップは、
第１割り込み周期において計算して得られた第１制御出力結果及びモータロータの実際回転数を受信するステップと、
モータの目標速度に対して閉ループ制御計算を行って第２制御出力結果を得るステップとを含み、
前記した、第２割り込み周期において計算して得られた第２制御出力結果を受信し、前記第２制御出力結果に対して電流ループ計算を行って第３制御出力結果を得るステップは、
モータ相電流をサンプリングして相電流ＩａとＩｃを得るステップと、
前記相電流ＩａとＩｃに対してＣｌａｒｋとＰａｒｋ変換を行って直軸電流Ｉｄと横軸電流Ｉｑを得るステップであって、横軸が直軸よりも９０度の電気角だけ進むステップと、
第２割り込み周期において計算して得られた第２制御出力結果を受信し、モータの直軸電流Ｉｄと横軸電流Ｉｑに対して閉ループ制御を行って、第３制御出力結果を得るステップとを含み、
前記した、第３割り込み周期において計算して得られた第３制御出力結果を受信し、前記第３制御出力結果に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って現在周期のＳＶＰＷＭ信号を得るステップは、
モータの第４割り込み周期におけるモータ位置サンプリング情報を取得するステップと、
第４割り込み周期におけるモータ位置サンプリング情報を処理してモータロータの実際位置とモータロータの回転数を得るステップと、
第３割り込み周期において計算して得られた第３制御出力結果を受信し、前記第３制御出力結果に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って現在周期のＳＶＰＷＭ信号を得るステップとを含み、
前記した、モータの現在の第２位置サンプリング情報を取得し、前記第２位置サンプリング情報を予測して、予め設定された数の予測周期内のモータロータの位置結果情報を得、前記位置結果情報に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って予め設定された数の予測周期のＳＶＰＷＭ信号を得るステップは、
第４割り込み周期のモータ回転数と位置を取得するステップと、
前記第４割り込み周期のモータ回転数と位置に基づいて次の段階での第１割り込み周期のモータロータ位置、第２割り込み周期のモータロータ位置と第３割り込み周期のモータロータ位置を予測するステップと、
それぞれ次の段階での第１割り込み周期、第２割り込み周期と第３割り込み周期の出力結果に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換計算を行って次の段階での位置ループ、速度ループと電流ループに対応するＳＶＰＷＭ信号を得るステップとを含む。
図４は、本発明の実施例に開示されるモータＦＯＣ制御の原理ブロック図である。モータロータ位置センサは、モータローカルに近く、モータロータの回転中に、モータロータ位置センサは、Ｓｉｎ＋、Ｃｏｓ＋、Ｓｉｎ－、Ｃｏｓ－の４経路のアナログ電圧信号を出力し、アナログ電圧信号をＡＤサンプリングして基準化した後、位相ロックループ計算処理後にモータロータの位置信号とモータロータの回転数信号を得る。モータ三相逆変換ブリッジにはサンプリング抵抗があり、電流が抵抗を流れると電圧アナログ信号を生成し、この信号をＡＤサンプリングして換算して相電流ＩａとＩｃを得る。相電流をＣｌａｒｋ座標変換した後にＩαとＩβ電流信号を得、この電流信号をモータロータ位置信号と合わせて、Ｐａｒｋ座標変換を行って実際のＤ軸電流信号ＩｄとＱ軸電流信号Ｉｑを得る。コントローラがモータロータ目標位置を要求すると、ソフトウェアは、位相ロックループ計算で得られた実際位置信号に基づいて位置閉ループ制御を行う。位置閉ループ制御の出力結果は、要求されるモータロータの目標回転数であり、ソフトウェアは、位相ロックループ計算で得られた実際回転数に基づいて速度閉ループ制御を行う。速度閉ループ制御は、Ｄ軸の目標電流Ｉｄ＿ｒｅｆとＱ軸の目標電流Ｉｑ＿ｒｅｆを出力し、Ｐａｒｋ座標変換で得られた実際のＩｄとＩｑと合わせ、それぞれＤ軸とＱ軸の電流目標制御を行う。Ｄ軸の目標電流制御によってＶｄを得、Ｑ軸の目標電流制御によってＶｑを得る。ＶｄとＶｑをモータロータ位置信号と合わせて逆Ｐａｒｋ座標を行ってＶαとＶβを得、ＶαとＶβを逆Ｃｌａｒｋ変換してスペースベクトルパルス幅変調信号ＳＶＰＷＭを得、この信号は、モータ逆変換ブリッジに作用してモータを回転駆動する。
本発明の実施例のモータ制御の６経路のＰＷＭ信号、及びモータ電流とロータ位置によりサンプリングがトリガーされるＰＷＭ信号は、モータコントローラのメインチップのＰＷＭモジュールにより生成される。この７経路のＰＷＭ信号は、一般的に同一のモジュールにあり、それらは、いずれも、同一のクロックソースに応じて、ＰＷＭ信号基準チャンネルに基づいて中心が整列され、なお、更に割り込み関数を実現するための１つの割り込みトリガー信号がある。割り込み関数では、モータの位置ループ、速度ループ、電流ループの３閉ループ制御を実現する。一般的なｆｏｃアルゴリズムモジュールでは、位置ループ制御の出力結果は、速度ループの制御入力であり、速度ループの制御出力結果は、電流ループ制御入力に対応し、電流ループの出力は、Ｄ軸とＱ軸の基準電圧信号に対応し、基準電圧信号を逆Ｐａｒｋと逆Ｃｌａｒｋｅ変換してスペースベクトルＰＷＭ信号を生成する。いくつかの実際の応用では、速度ループ制御から電流ループ制御へ、又は、位置ループ制御から電流ループ制御へ及びその２つの組み合わせなどであってもよいが、分解に影響を与えない。
従来方法では、割り込みトリガー信号とＰＷＭ信号基準チャンネルは、同一の信号であり、このようにモータの制御周期とＰＷＭ信号の周期は、一致する。例えばモータ制御のＰＷＭ信号の周期が５０ｕｓであると、割り込み関数の実行周期も５０ｕｓである。モータコントローラのＣＰＵ負荷が大きいと、負荷を低減させるためには、モータ制御のＰＷＭ信号と割り込みトリガーのＰＷＭ信号の周期をいずれも長くするしかなく、ＰＷＭ周期が長くなるとＮＶＨ（Ｎｏｉｓｅ、Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ、Ｈａｒｓｈｎｅｓｓ即ち騒音、振動及びハーシュネス）に影響を与える。ここで１経路のトリガー信号を追加して、新規割り込み関数を生成し、この新規割り込み関数のトリガー信号とＰＷＭ信号基準チャンネルは、ディカップリングされる。即ち新規割り込みトリガー信号の周波数は、遅くなってもよく、例えば１０ＫＨｚ、１６ＫＨｚなどであってもよいし、ＰＷＭ基準チャンネルと同じであってもよく、モータ制御の６経路のＰＷＭ信号の周波数は、２０ＫＨｚのままであってもよい。
システムのイナーシャにより、モータ閉ループシステムの４つの制御周期のごく短い時間内に、位置ループ、速度ループ、電流ループの出力がほとんど主導的な役割を果たしていないと一般的に考えられており、即ち、３ループ制御出力結果（Ｄ軸とＱ軸の基準電圧）がほとんど変化していないと考えられている。しかし、モータの制御中にモータロータの位置は、絶えず変化しており、この変化は、モータによるＳＶＰＷＭの生成にとって顕著に重要であるため、現在モータロータのＳｉｎ、Ｃｏｓ信号に基づいて現在周期のモータロータの位置を計算するとともに、モータロータの回転数（回転数は、通常、ｓｉｎ／ｃｏｓに対してアークタンジェントを行って又はｓｉｎとｃｏｓ信号に対して位相ロックループ処理を行って得られるものであってもよく、ここでこれ以上説明しない）に基づいて、次の３つの周期内にモータロータの位置を予測することができる。そして、逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換によって、現在周期及びその後の３つの周期に対応するＳＶＰＷＭを得る。割り込み関数に入るたびに、この時に対応するＳＶＰＷＭを更新し、モータ駆動ブリッジに作用し、上記方式によりモータの安定制御を実現することができる。
更に好適には、前記割り込み制御周期の優先度は、アプリケーションプログラムタイプ割り込みの最高レベルに設定される。
具体的な実施では、割り込み制御周期の優先度が高く設定されているため、他の割り込み又はアプリケーションプログラムタスクに干渉されることはない。通常の割り込みは、１レベル割り込みと２レベル割り込みに分けられ、ここでのアプリケーションプログラム割り込みは、２レベル割り込みであり、１レベル割り込みは、一般的にシステムレベルの設定であり、ここでアプリケーションプログラムタイプ割り込みの最高レベルに設定すれば、対応する３閉ループ制御の分解を実現することができる。
本発明の実施例において、まずこの割り込み関数の優先度が一般的に高く設定されているため、他の割り込みとＴａｓｋに干渉されることはない。そして３閉ループ制御を分解し、即ちモータ制御を４つの制御周期内に分解して実現し、１つの制御周期においては、１回割り込み関数に入る。即ち初めて割り込み関数に入ると、位置ループ制御を実現し、２回目に割り込み関数に入ると、速度ループ制御を実現し、３回目に割り込み関数に入ると、電流ループの制御を実現し、４回目に割り込み関数に入ると、予測された４組の電圧スペースベクトルを持つＳＶＰＷＭ制御信号シーケンスの生成を実現し、そのうち１組は、現在制御周期のＳＶＰＷＭ制御信号であり、他の３組は、その後の３つの制御周期のＳＶＰＷＭ制御信号である。制御シーケンス全体に対して、順にこのようにサイクリック実行する。割り込み関数に入るたびに、入る割り込み関数のシーケンス番号に基づいて、それに対応する１組のＳＶＰＷＭ制御信号をインデックス且つ更新し、モータ駆動ブリッジ回路に作用する。このように、ＣＰＵ負荷の低減によりモータ制御時のＳＶＰＷＭ更新周波数に影響を与えることがない。
更に好適には、前記した、前記現在周期のＳＶＰＷＭ信号と予め設定された数の予測周期のＳＶＰＷＭ信号に基づいてＳＶＰＷＭ制御信号グループを生成するステップの後、
上記ステップをサイクリック実行し、得られたＳＶＰＷＭ制御信号グループに対して対応するシーケンスインデックス番号を生成し、対応するＳＶＰＷＭ制御信号グループとシーケンスインデックス番号とを関連付けて記憶するステップと、
新たな割り込み制御周期に入るたびに、対応するシーケンスインデックス番号に基づいて新たな割り込み制御周期に関連するＳＶＰＷＭ制御信号グループを取得して後続のモータ制御を行うステップとを更に含む。
上記ステップをサイクリック実行し、得られたＳＶＰＷＭ制御信号グループに対して対応するシーケンスインデックス番号を生成し、対応するＳＶＰＷＭ制御信号グループとシーケンスインデックス番号とを関連付けて記憶するステップと、
新たな割り込み制御周期に入るたびに、対応するシーケンスインデックス番号に基づいて新たな割り込み制御周期に関連するＳＶＰＷＭ制御信号グループを取得して後続のモータ制御を行うステップとを更に含む。
制御シーケンス全体に対して順に生成してサイクリック実行し、割り込み関数に入るたびに、入る割り込み関数のシーケンス番号に基づいて、それに対応する１組のＳＶＰＷＭ制御信号をインデックス且つ更新し、モータ駆動ブリッジ回路に作用する。このように、ＣＰＵ負荷の低減によりモータ制御時のＳＶＰＷＭ更新周波数に影響を与えることがない。
更に好適には、図２は、本発明の実施例に開示される割り込み制御周期自動調整のフローチャートであり、図２に示すように、前記モータ回転制御方法は、
中央プロセッサの現在の負荷動作情報を取得するステップＳ１０７と、
前記負荷動作情報と予め設定された負荷とを比較し、前記負荷情報が予め設定された負荷よりも大きい場合に、前記割り込み制御周期の大きさを中央プロセッサの負荷動作情報が予め設定された負荷よりも小さくなるまで高めるステップＳ１０８とを更に含む。
中央プロセッサの現在の負荷動作情報を取得するステップＳ１０７と、
前記負荷動作情報と予め設定された負荷とを比較し、前記負荷情報が予め設定された負荷よりも大きい場合に、前記割り込み制御周期の大きさを中央プロセッサの負荷動作情報が予め設定された負荷よりも小さくなるまで高めるステップＳ１０８とを更に含む。
具体的な実施では、ここでの制御周期は、予め設定されてもよく、動的に調整されてもよく、ここでＣＰＵの負荷動作状態をリアルタイムに検出して予め設定された負荷と比較することで、ＣＰＵが合理的な区間内に動作するか否かを判断し、該ＣＰＵの現在の動作負荷が高すぎる場合には、割り込み制御周期の大きさを高めて動作負荷を低減させる。
更に好適には、図３は、本発明の実施例に開示される角度補償計算のフローチャートであり、図３に示すように、前記モータ回転制御方法は、
時間取得モジュールによってＡＤ信号サンプリングトリガー時間Ｔ１及び割り込みトリガー時間Ｔ２を取得するステップＳ１００ａと、
モータの現在回転数ｗを取得するステップＳ１００ｂと、
前記ＡＤ信号サンプリングトリガー時間Ｔ１、割り込みトリガー時間Ｔ２、現在回転数ω及び位置補償式に基づいて計算して、予測されたモータロータ位置情報を得、予測されたモータロータ位置情報に基づいてモータに対して回転制御を行い、ＳＶＰＷＭを生成するステップＳ１００ｃであって、前記位置補償式は、θ２＝θ１＋ω＊（Ｔ２－Ｔ１＋ｎ＊Ｔ）であり、ただし、ｎは、予測されたＰＷＭ信号を生成する制御周期と現在制御周期とが異なる周期の数、Ｔは、モータ制御の周期時間、ωは、モータの現在回転数、Ｔ２は、割り込みトリガー時間、Ｔ１は、ＡＤ信号トリガー時間、θ１は、現在周期のモータロータ位置をＡＤサンプリング処理した後に計算して得られた角度、θ２は、対応する制御周期において予測されたモータロータ位置であるステップＳ１００ｃとを更に含む。
時間取得モジュールによってＡＤ信号サンプリングトリガー時間Ｔ１及び割り込みトリガー時間Ｔ２を取得するステップＳ１００ａと、
モータの現在回転数ｗを取得するステップＳ１００ｂと、
前記ＡＤ信号サンプリングトリガー時間Ｔ１、割り込みトリガー時間Ｔ２、現在回転数ω及び位置補償式に基づいて計算して、予測されたモータロータ位置情報を得、予測されたモータロータ位置情報に基づいてモータに対して回転制御を行い、ＳＶＰＷＭを生成するステップＳ１００ｃであって、前記位置補償式は、θ２＝θ１＋ω＊（Ｔ２－Ｔ１＋ｎ＊Ｔ）であり、ただし、ｎは、予測されたＰＷＭ信号を生成する制御周期と現在制御周期とが異なる周期の数、Ｔは、モータ制御の周期時間、ωは、モータの現在回転数、Ｔ２は、割り込みトリガー時間、Ｔ１は、ＡＤ信号トリガー時間、θ１は、現在周期のモータロータ位置をＡＤサンプリング処理した後に計算して得られた角度、θ２は、対応する制御周期において予測されたモータロータ位置であるステップＳ１００ｃとを更に含む。
割り込み制御周期とＰＷＭ信号基準チャンネル周期とがディカップリングされ、即ち割り込み制御関数に入る時刻とモータにより駆動されるＳＶＰＷＭのＡＤサンプリングトリガー時刻との時間差がランダムであるため、より良い信号同期を実現するためには、具体的な実施では、角度補償を行ってより正確なモータ制御を実現する必要がある。
この時、モータ制御周波数は、新規モータ割り込み関数の周波数に従って実行される。ＰＷＭ信号基準チャンネルの割り込み関数とモータ制御の新規割り込み関数とがディカップリングされるため、信号サンプリングの処理上でディカップリング前とは、違いが大きくなく、主な違いは以下の通りである。ＡＤサンプリングがトリガーされると、ＤＭＡは、サンプリング結果を対応するＲＡＭ変数に伝送し、この時、ソフトウェアは、ＳＴＭ又はＴＢＵモジュール時間カウントレジスタの値をＴ１に対応するＲＡＭ変数に伝送し、この時の時間Ｔ１を取得し、新規モータ制御の割り込み関数でＳＴＭ又はＴＢＵモジュール時間カウントレジスタの値を再び読み取ることによって、この時の時間Ｔ２を取得する。予測されたモータロータ位置を計算する時、ソフトウェアがサンプリング値に基づいて換算して得られた角度は、サンプリング時刻の角度θ１であり、新規割り込み制御関数でモータＦＯＣ制御の実行に必要なこの時の角度は、θ２、モータ回転数は、ωであるため、θ２＝θ１＋ω＊（Ｔ２－Ｔ１＋ｎ＊Ｔ）である。予測周期のＴ２とＴ１の時間差が現在周期のＴ２とＴ１の時間差に等しくない可能性があり、ここでは、等しくなくても小さく、予測制御に与える影響が非常に小さいと考えられる。なお、新規割り込み制御関数でモータにより出力される６経路のＰＷＭ波の更新時に時間保護を設定する必要があり、即ち６経路のＰＷＭ信号の更新が同じ時刻でなければならず、一般的には、更新前にシャドウレジスタを設定して更新を禁止する必要があり、６経路のＰＷＭ設定が完了すると、６つのチャンネルのシャドウレジスタの更新をイネーブルすることにより、ハイサイドシャドウレジスタとローサイドシャドウレジスタを異なる時刻に更新することによるハイサイドＭＯＳとローサイドＭＯＳの接続を回避し、更新後に次のＰＷＭ周期において有効化される。
本発明の実施例の態様では、１経路の割り込みトリガー信号を追加することでＰＷＭ信号とのディカップリングを実現し、割り込み関数のスケジューリング周期を追加することでＣＰＵ負荷を低減させ、モータ制御アルゴリズムを４つの部分に分解し、そしてＣＰＵ負荷を低減させるために各制御周期において一部の機能しか実行しない。ＣＰＵ負荷を低減させる時、モータの制御効果に影響を与えないために、４番目の制御周期において予測制御のＳＶＰＷＭ信号を生成する。
本発明の実施例において、モータ回転制御方法は、割り込みトリガー信号を追加することでＰＷＭ信号基準チャンネルとのディカップリングを実現し、割り込み関数のスケジューリング周期を追加することで、ＣＰＵ負荷を低減させるとモータ制御時ＳＶＰＷＭの更新周波数に影響を与えることはない。
実施例２
図６を参照すると、図６は、本発明の実施例に開示されるモータ回転制御装置の構造概略図である。図６に示すように、該モータ回転制御装置は、
第１割り込み周期において、モータの第１位置サンプリング情報を取得し、前記モータの第１位置サンプリング情報に対して位置ループ計算を行って第１制御出力結果を得るための位置ループ計算モジュール２１と、
第２割り込み周期において、第１割り込み周期において計算して得られた第１制御出力結果を受信し、前記第１制御出力結果に対して速度ループ計算を行って第２制御出力結果を得るための速度ループ計算モジュール２２と、
第３割り込み周期において、第２割り込み周期において計算して得られた第２制御出力結果を受信し、前記第２制御出力結果に対して電流ループ計算を行って第３制御出力結果を得るための電流ループ計算モジュール２３と、
第４割り込み周期において、第３割り込み周期において計算して得られた第３制御出力結果を受信し、前記第３制御出力結果に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って現在周期のＳＶＰＷＭ信号を得るためのＰＷＭ計算モジュール２４であって、前記第１割り込み周期、第２割り込み周期、第３割り込み周期と第４割り込み周期が割り込み制御周期を構成し、前記割り込み制御周期とＰＷＭ信号基準チャンネルとがディカップリングされ、ここでの割り込み制御周期が完全なモータＦＯＣ制御周期であるＰＷＭ計算モジュール２４と、
第４割り込み周期において、モータの現在の第２位置サンプリング情報を取得し、前記第２位置サンプリング情報を予測して、予め設定された数の予測周期内のモータロータの位置結果情報を得、前記位置結果情報に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って予め設定された数の予測周期のＳＶＰＷＭ信号を得るための信号予測モジュール２５と、
前記現在周期のＳＶＰＷＭ信号と予め設定された数の予測周期のＳＶＰＷＭ信号に基づいてＳＶＰＷＭ制御信号グループを生成し、前記ＳＶＰＷＭ制御信号グループに基づいてモータを制御するためのモータ制御モジュール２６とを含んでもよい。
図６を参照すると、図６は、本発明の実施例に開示されるモータ回転制御装置の構造概略図である。図６に示すように、該モータ回転制御装置は、
第１割り込み周期において、モータの第１位置サンプリング情報を取得し、前記モータの第１位置サンプリング情報に対して位置ループ計算を行って第１制御出力結果を得るための位置ループ計算モジュール２１と、
第２割り込み周期において、第１割り込み周期において計算して得られた第１制御出力結果を受信し、前記第１制御出力結果に対して速度ループ計算を行って第２制御出力結果を得るための速度ループ計算モジュール２２と、
第３割り込み周期において、第２割り込み周期において計算して得られた第２制御出力結果を受信し、前記第２制御出力結果に対して電流ループ計算を行って第３制御出力結果を得るための電流ループ計算モジュール２３と、
第４割り込み周期において、第３割り込み周期において計算して得られた第３制御出力結果を受信し、前記第３制御出力結果に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って現在周期のＳＶＰＷＭ信号を得るためのＰＷＭ計算モジュール２４であって、前記第１割り込み周期、第２割り込み周期、第３割り込み周期と第４割り込み周期が割り込み制御周期を構成し、前記割り込み制御周期とＰＷＭ信号基準チャンネルとがディカップリングされ、ここでの割り込み制御周期が完全なモータＦＯＣ制御周期であるＰＷＭ計算モジュール２４と、
第４割り込み周期において、モータの現在の第２位置サンプリング情報を取得し、前記第２位置サンプリング情報を予測して、予め設定された数の予測周期内のモータロータの位置結果情報を得、前記位置結果情報に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って予め設定された数の予測周期のＳＶＰＷＭ信号を得るための信号予測モジュール２５と、
前記現在周期のＳＶＰＷＭ信号と予め設定された数の予測周期のＳＶＰＷＭ信号に基づいてＳＶＰＷＭ制御信号グループを生成し、前記ＳＶＰＷＭ制御信号グループに基づいてモータを制御するためのモータ制御モジュール２６とを含んでもよい。
更に好適には、前記割り込み制御周期の優先度は、アプリケーションプログラムタイプ割り込みの最高レベルに設定される。
具体的な実施では、割り込み制御周期の優先度が高く設定されているため、他の割り込み又はアプリケーションプログラムタスクに干渉されることはない。通常の割り込みは、１レベル割り込みと２レベル割り込みに分けられ、ここでのアプリケーションプログラム割り込みは、２レベル割り込みであり、１レベル割り込みは、一般的にシステムレベルの設定であり、ここでアプリケーションプログラムタイプ割り込みの最高レベルに設定すれば、対応する３閉ループ制御の分解を実現することができる。
本発明の実施例において、まずこの割り込み関数の優先度が一般的に高く設定されているため、他の割り込みとＴａｓｋに干渉されることはない。そして３閉ループ制御を分解し、即ちモータ制御を４つの制御周期内に分解して実現し、１つの制御周期においては、１回割り込み関数に入る。即ち初めて割り込み関数に入ると、位置ループ制御を実現し、２回目に割り込み関数に入ると、速度ループ制御を実現し、３回目に割り込み関数に入ると、電流ループの制御を実現し、４回目に割り込み関数に入ると、予測された４組の電圧スペースベクトルを持つＳＶＰＷＭ制御信号シーケンスの生成を実現し、そのうち１組は、現在制御周期のＳＶＰＷＭ制御信号であり、他の３組は、その後の３つの制御周期のＳＶＰＷＭ制御信号である。制御シーケンス全体に対して、順にこのようにサイクリック実行する。割り込み関数に入るたびに、入る割り込み関数のシーケンス番号に基づいて、それに対応する１組のＳＶＰＷＭ制御信号をインデックス且つ更新し、モータ駆動ブリッジ回路に作用する。このように、ＣＰＵ負荷の低減によりモータ制御時のＳＶＰＷＭ更新周波数に影響を与えることがない。
本発明の実施例において、モータ回転制御方法は、割り込みトリガー信号を追加することでＰＷＭ信号基準チャンネルとのディカップリングを実現し、割り込み関数のスケジューリング周期を追加することで、ＣＰＵ負荷を低減させるとモータ制御時ＳＶＰＷＭの更新周波数に影響を与えることはない。
実施例３
図７を参照すると、図７は、本発明の実施例に開示される電子機器の構造概略図である。電子機器は、コンピュータ及びサーバーなどであってもよく、無論、一定の場合には、更に、携帯電話、タブレットコンピュータ及びモニタリング端末などのスマート機器、及び処理機能を有する画像収集装置であってもよい。図７に示すように、該電子機器は、
実行可能なプログラムコードが記憶されるメモリ５１０と、
メモリ５１０にカップリングされるプロセッサ５２０とを含んでもよく、
そのうち、プロセッサ５２０は、メモリ５１０に記憶された実行可能なプログラムコードを呼び出して、実施例１におけるモータ回転制御方法における一部又は全部のステップを実行する。
図７を参照すると、図７は、本発明の実施例に開示される電子機器の構造概略図である。電子機器は、コンピュータ及びサーバーなどであってもよく、無論、一定の場合には、更に、携帯電話、タブレットコンピュータ及びモニタリング端末などのスマート機器、及び処理機能を有する画像収集装置であってもよい。図７に示すように、該電子機器は、
実行可能なプログラムコードが記憶されるメモリ５１０と、
メモリ５１０にカップリングされるプロセッサ５２０とを含んでもよく、
そのうち、プロセッサ５２０は、メモリ５１０に記憶された実行可能なプログラムコードを呼び出して、実施例１におけるモータ回転制御方法における一部又は全部のステップを実行する。
本発明の実施例は、コンピュータプログラムが記憶されるコンピュータ可読記憶媒体を開示し、そのうち、該コンピュータプログラムは、実施例１におけるモータ回転制御方法における一部又は全部のステップをコンピュータに実行させる。
本発明の実施例更には、コンピュータプログラム製品を開示し、そのうち、コンピュータプログラム製品がコンピュータ上で実行されると、実施例１におけるモータ回転制御方法における一部又は全部のステップをコンピュータに実行させる。
本発明の実施例は、リリースコンピュータプログラム製品のためのアプリケーションリリースプラットフォームを更に開示し、そのうち、コンピュータプログラム製品がコンピュータ上で実行されると、実施例１におけるモータ回転制御方法における一部又は全部のステップをコンピュータに実行させる。
本発明の様々な実施例において、前記各プロセスのシーケンス番号の大きさは実行順序の必然的な順序を意味するものではなく、各プロセスの実行順序はその機能と内在的な論理で決定されなければならず、本発明の実施例の実施プロセスにいかなる限定を構成するものではないことを理解すべきである。
分離部品として説明される前記ユニットは、物理的に分離されてもよいし、物理的に分離されなくてもよく、ユニットとして表示される部品は、物理的ユニットであってもよいし、物理的ユニットでなくてもよく、すなわち１箇所に位置してもよく、あるいは複数のネットワークユニットに分布してもよい。本実施例の目的を達成するために、実際の必要に応じて、その一部又は全部のユニットを選択することができる。
また、本発明の各実施例における各機能ユニットは、１つの処理ユニットに統合されていてもよいし、各ユニットは、単独で物理的に存在してもよいし、２つ以上のユニットは、１つのユニットに統合されていてもよい。前記統合されたユニットは、ハードウェアの形態で実現されてもよいし、ソフトウェア機能ユニットの形態で実現されてもよい。
前記統合されたユニットは、ソフトウェア機能ユニットの形態として実現され、独立した製品として販売又は使用される場合、コンピュータが取得可能なメモリに記憶することができる。このような理解に基づいて、本発明の技術案は本質的に、又は、従来技術に貢献した部分は、又は、その技術案の全部又は一部は、ソフトウェア製品の形で具現化することができ、このソフトウェア製品は、１つのメモリに記憶され、１台のコンピュータ機器（パーソナルコンピュータ、サーバ、又はネットワーク機器などであってもよく、特にコンピュータ機器におけるプロセッサであってもよい）に本発明の様々な実施例に記載された方法の一部又は全部のステップを実行させるためのいくつかの要求を含む。
本発明による実施例において、理解すべきこととして、「Ａに対応するＢ」ことは、ＢがＡに関連し、Ａに基づいてＢを決定できることを意味する。しかし、更に理解すべきこととして、Ａに基づいてＢを決定することは、Ａに基づいてＢを決定することのみを意味するわけではなく、更にＡ及び／又は他の情報に基づいてＢを決定することもできる。
当業者は、前記実施例の様々な方法の一部又は全部のステップが、コンピュータ可読記憶媒体に記憶できるプログラムによって関連するハードウェアを命令することで実行できることを理解でき、記憶媒体は、読み取り専用メモリ（Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＯＭ）、ランダムメモリ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＡＭ）、プログラマブル読み取り専用メモリ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ、ＰＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ、ＥＰＲＯＭ）、一度だけプログラム可能なタイプの読み取り専用メモリ（Ｏｎｅ－ｔｉｍｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ、ＯＴＰＲＯＭ）、電子消去式複写可能な読み取り専用メモリ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ－Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ、ＥＥＰＲＯＭ）、読み取り専用光ディスク（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ、ＣＤ－ＲＯＭ）又は他の光ディスクメモリ、磁気ディスクメモリ、磁気テープメモリ、又はデータを搬送又は記憶するために使用することができるコンピュータ読み取り可能な任意の他の媒体を含む。
以上、本発明の実施例に開示されるモータ回転制御方法、装置、電子機器及び記憶媒体について詳細に紹介し、本明細書では具体的な例を用いて本発明の原理及び実施形態について述べたが、以上の実施例の説明は本発明の方法及びその核心思想の理解を支援するためのものにすぎず、また、当業者に対して、本発明の思想に基づいて、具体的な実施形態及び応用範囲において変更点があり、以上のように、本明細書の内容は本発明に対する制限と理解すべきではない。
Claims (9)
- モータ回転制御方法であって、
第１割り込み周期において、モータの第１位置サンプリング情報を取得し、前記モータの第１位置サンプリング情報に対して位置ループ計算を行って第１制御出力結果を得るステップと、
第２割り込み周期において、第１割り込み周期において計算して得られた第１制御出力結果を受信し、前記第１制御出力結果に対して速度ループ計算を行って第２制御出力結果を得るステップと、
第３割り込み周期において、第２割り込み周期において計算して得られた第２制御出力結果を受信し、前記第２制御出力結果に対して電流ループ計算を行って第３制御出力結果を得るステップと、
第４割り込み周期において、第３割り込み周期において計算して得られた第３制御出力結果を受信し、前記第３制御出力結果に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って現在周期のＳＶＰＷＭ信号を得るステップであって、前記第１割り込み周期、第２割り込み周期、第３割り込み周期と第４割り込み周期が割り込み制御周期を構成し、前記割り込み制御周期が完全なモータＦＯＣ制御周期であり、前記割り込み制御周期とＰＷＭ信号基準チャンネルとがディカップリングされるステップと、
第４割り込み周期において、モータの現在の第２位置サンプリング情報を取得し、前記第２位置サンプリング情報に基づいて予め設定された数の予測周期内のモータロータの位置結果情報を予測し、前記位置結果情報に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って予め設定された数の予測周期のＳＶＰＷＭ信号を得るステップと、
前記現在周期のＳＶＰＷＭ信号と予め設定された数の予測周期のＳＶＰＷＭ信号に基づいてＳＶＰＷＭ制御信号グループを生成し、前記ＳＶＰＷＭ制御信号グループに基づいてモータを制御するステップと、
時間取得モジュールによってＡＤ信号サンプリングトリガー時間Ｔ １ 及び割り込みトリガー時間Ｔ ２ を取得するステップと、
モータの現在回転数ωを取得するステップと、
前記ＡＤ信号サンプリングトリガー時間Ｔ １ 、割り込みトリガー時間Ｔ ２ 、現在回転数ω及び位置補償式に基づいて計算して、予測されたモータロータ位置情報を得、予測されたモータロータ位置情報に基づいてモータに対して回転制御を行い、ＳＶＰＷＭを生成するステップであって、前記位置補償式は、θ ２ ＝θ １ ＋ω＊（Ｔ ２ －Ｔ １ ＋ｎ＊Ｔ）であり、ただし、ｎは、予測されたＰＷＭ信号を生成する制御周期と現在制御周期とが異なる周期の数、Ｔは、モータ制御の周期時間、ωは、モータの現在回転数、Ｔ ２ は、割り込みトリガー時間、Ｔ １ は、ＡＤ信号トリガー時間、θ １ は、現在周期のモータロータ位置をＡＤサンプリング処理した後に計算して得られた角度、θ ２ は、対応する制御周期において予測されたモータロータ位置であるステップとを含む、ことを特徴とするモータ回転制御方法。 - 前記モータの第１位置サンプリング情報を取得し、前記モータの第１位置サンプリング情報に対して位置ループ計算を行って第１制御出力結果を得るステップは、
モータの第１割り込み周期におけるモータ位置サンプリング情報を取得するステップと、
第１割り込み周期のモータ位置サンプリング情報を処理してモータロータの実際位置と電子ロータの実際回転数を得るステップと、
モータ制御入力の目標位置及びモータロータの実際位置に基づいて、モータの位置に対して閉ループ制御を行い且つ第１制御出力結果を得るステップとを含み、
前記第１割り込み周期において計算して得られた第１制御出力結果を受信し、前記第１制御出力結果に対して速度ループ計算を行って第２制御出力結果を得るステップは、
第１割り込み周期において計算して得られた第１制御出力結果及びモータロータの実際回転数を受信するステップと、
モータの目標速度に対して閉ループ制御計算を行って第２制御出力結果を得るステップとを含み、
前記第２割り込み周期において計算して得られた第２制御出力結果を受信し、前記第２制御出力結果に対して電流ループ計算を行って第３制御出力結果を得るステップは、
モータ相電流をサンプリングして相電流ＩａとＩｃを得るステップと、
前記相電流ＩａとＩｃに対してＣｌａｒｋとＰａｒｋ変換を行って直軸電流Ｉｄと横軸電流Ｉｑを得るステップであって、横軸が直軸よりも９０度の電気角だけ進むステップと、
第２割り込み周期において計算して得られた第２制御出力結果を受信し、モータの直軸電流Ｉｄと横軸電流Ｉｑに対して閉ループ制御を行って、第３制御出力結果を得るステップとを含み、
前記第３割り込み周期において計算して得られた第３制御出力結果を受信し、前記第３制御出力結果に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って現在周期のＳＶＰＷＭ信号を得るステップは、
モータの第４割り込み周期におけるモータ位置サンプリング情報を取得するステップと、
第４割り込み周期におけるモータ位置サンプリング情報を処理してモータロータの実際位置とモータロータの回転数を得るステップと、
第３割り込み周期において計算して得られた第３制御出力結果を受信し、前記第３制御出力結果に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って現在周期のＳＶＰＷＭ信号を得るステップとを含み、
前記モータの現在の第２位置サンプリング情報を取得し、前記第２位置サンプリング情報に基づいて予め設定された数の予測周期内のモータロータの位置結果情報を予測し、前記位置結果情報に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って予め設定された数の予測周期のＳＶＰＷＭ信号を得るステップは、
第４割り込み周期のモータ回転数と位置を取得するステップと、
前記第４割り込み周期のモータ回転数と位置に基づいて次の段階での第１割り込み周期のモータロータ位置、第２割り込み周期のモータロータ位置と第３割り込み周期のモータロータ位置を予測するステップと、
それぞれ次の段階での第１割り込み周期、第２割り込み周期と第３割り込み周期の出力結果に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換計算を行って次の段階での位置ループ、速度ループと電流ループに対応するＳＶＰＷＭ信号を得るステップとを含む、ことを特徴とする請求項１に記載のモータ回転制御方法。 - 前記現在周期のＳＶＰＷＭ信号と予め設定された数の予測周期のＳＶＰＷＭ信号に基づいてＳＶＰＷＭ制御信号グループを生成するステップの後、
前記ステップをサイクリック実行し、得られたＳＶＰＷＭ制御信号グループに対して対応するシーケンスインデックス番号を生成し、対応するＳＶＰＷＭ制御信号グループとシーケンスインデックス番号とを関連付けて記憶するステップと、
新たな割り込み制御周期に入るたびに、対応するシーケンスインデックス番号に基づいて新たな割り込み制御周期に関連するＳＶＰＷＭ制御信号グループを取得して後続のモータ制御を行うステップとを更に含む、ことを特徴とする請求項１に記載のモータ回転制御方法。 - 前記モータ回転制御方法は、
中央プロセッサの現在の負荷動作情報を取得するステップと、
前記負荷動作情報と予め設定された負荷とを比較し、前記負荷情報が予め設定された負荷よりも大きい場合に、前記割り込み制御周期の大きさを中央プロセッサの負荷動作情報が予め設定された負荷よりも小さくなるまで高めるステップとを更に含む、ことを特徴とする請求項１に記載のモータ回転制御方法。 - 前記割り込み制御周期の優先度は、アプリケーションプログラムタイプ割り込みの最高レベルに設定され、
及び／又は、前記予め設定された数は、３つである、ことを特徴とする請求項１に記載のモータ回転制御方法。 - モータ回転制御装置であって、
第１割り込み周期において、モータの第１位置サンプリング情報を取得し、前記モータの第１位置サンプリング情報に対して位置ループ計算を行って第１制御出力結果を得るための位置ループ計算モジュールと、
第２割り込み周期において、第１割り込み周期において計算して得られた第１制御出力結果を受信し、前記第１制御出力結果に対して速度ループ計算を行って第２制御出力結果を得るための速度ループ計算モジュールと、
第３割り込み周期において、第２割り込み周期において計算して得られた第２制御出力結果を受信し、前記第２制御出力結果に対して電流ループ計算を行って第３制御出力結果を得るための電流ループ計算モジュールと、
第４割り込み周期において、第３割り込み周期において計算して得られた第３制御出力結果を受信し、前記第３制御出力結果に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って現在周期のＳＶＰＷＭ信号を得るためのＰＷＭ計算モジュールであって、前記第１割り込み周期、第２割り込み周期、第３割り込み周期と第４割り込み周期が割り込み制御周期を構成し、前記割り込み制御周期とＰＷＭ信号基準チャンネルとがディカップリングされるＰＷＭ計算モジュールと、
第４割り込み周期において、モータの現在の第２位置サンプリング情報を取得し、前記第２位置サンプリング情報に基づいて予め設定された数の予測周期内のモータロータの位置結果情報を予測し、予め設定された数の予測周期内のモータロータの位置結果情報を得、前記位置結果情報に対して逆Ｐａｒｋ変換と逆Ｃｌａｒｋ変換を行って予め設定された数の予測周期のＳＶＰＷＭ信号を得るための信号予測モジュールと、
前記現在周期のＳＶＰＷＭ信号と予め設定された数の予測周期のＳＶＰＷＭ信号に基づいてＳＶＰＷＭ制御信号グループを生成し、前記ＳＶＰＷＭ制御信号グループに基づいてモータを制御するためのモータ制御モジュールと、
時間取得モジュールによってＡＤ信号サンプリングトリガー時間Ｔ １ 及び割り込みトリガー時間Ｔ ２ を取得し、
モータの現在回転数ωを取得し、
前記ＡＤ信号サンプリングトリガー時間Ｔ １ 、割り込みトリガー時間Ｔ ２ 、現在回転数ω及び位置補償式に基づいて計算して、予測されたモータロータ位置情報を得、予測されたモータロータ位置情報に基づいてモータに対して回転制御を行い、ＳＶＰＷＭを生成するステップであって、前記位置補償式は、θ ２ ＝θ １ ＋ω＊（Ｔ ２ －Ｔ １ ＋ｎ＊Ｔ）であり、ただし、ｎは、予測されたＰＷＭ信号を生成する制御周期と現在制御周期とが異なる周期の数、Ｔは、モータ制御の周期時間、ωは、モータの現在回転数、Ｔ２は、割り込みトリガー時間、Ｔ １ は、ＡＤ信号トリガー時間、θ １ は、現在周期のモータロータ位置をＡＤサンプリング処理した後に計算して得られた角度、θ ２ は、対応する制御周期において予測されたモータロータ位置であるための角度補償計算モジュールとを含む、ことを特徴とするモータ回転制御装置。 - 前記割り込み制御周期の優先度は、アプリケーションプログラムタイプ割り込みの最高レベルに設定される、ことを特徴とする請求項６に記載のモータ回転制御装置。
- 実行可能なプログラムコードが記憶されるメモリと、前記メモリにカップリングされるプロセッサとを含み、前記プロセッサは、請求項１～５のいずれか１項に記載のモータ回転制御方法を実行するために、前記メモリに記憶された前記実行可能なプログラムコードを呼び出す、ことを特徴とする電子機器。
- コンピュータプログラムが記憶されるコンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータプログラムは、請求項１～５のいずれか１項に記載のモータ回転制御方法をコンピュータに実行させる、ことを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。
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