电机转子位置观测方法、装置、转子位置观测器及介质与流程

1.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观测方法、装置、转子位置观测器及介质。


背景技术：

2.基于高频注入的电机无位置传感器控制方法实现简单，成本低，在低速区域具有较好的控制性能，可以实现电机的低速负载启动。该方法是在d轴注入周期性的正负脉冲，对脉冲引起的q轴高频电流响应进行采样，将高频电流响应送入锁相环求解得到电机的估计位置。传统的观测器方法在中高速区域具有较好的性能，而在低速区域无法收敛，因此高频注入法具有很高的实际应用价值。
3.单电阻采样技术是通过利用直流负母线上的采样电阻对电流进行采样，一个控制周期内需要采样两次，分别在两个有效电压矢量(也即非零电压矢量)作用时间内进行采样，采样结束后根据电压矢量情况，判断采样电流所属相序。
4.在单电阻采样时，两次电流采样均需要一定的时间，一般选取第2个或者第5个开关管动作时刻的前后，即两个有效电压矢量作用时间内进行采样，如果合成电压矢量位于扇区切换边界附近，则存在至少一个有效电压矢量过小的情况，因此为了满足采样时间要求，需要对开关管动作时刻进行移相处理，从而确保两次电流采样的准确性。但是，这样单电阻采样的采样时刻会发生变化，尤其在不同扇区切换区域附近时，移相方式的不同将会导致采样时刻存在较大差异。由于电机低速运行时，反电动势和电阻压降较小，控制器输出电压主要为高频注入电压，且高频注入电压为正负周期性注入，对应的扇区相差180
°
，导致因移相引入较大的采样时刻误差，从而导致采样得到的q轴高频电流响应存在较大误差，以此求解得到的估计位置也会存在较大误差，从而影响系统的控制性能。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种电机转子位置观测方法，能够有效提高单电阻采样的采样电流精度，进而提高电机转子位置观测的精度。
6.本发明的第二个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
7.本发明的第三个目的在于提出一种转子位置观测器。
8.本发明的第四个目的在于提出一种电机转子位置观测装置。
9.为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出一种电机转子位置观测方法，包括：在向电机d轴注入高频脉冲时，确定基准值，并确定单电阻采样下输出所需电压矢量所对应的三路调制的六个比较值act11、act21、act31、act32、act22、act12；确定基准值与比较值act21或act22之间的差值；根据差值对六个比较值act11、act21、act31、act32、act22、act12进行调整，并根据调整后的比较值act21
new
或者act22
new
确定第一电流采样触发值和第二电流采样触发值；根据调整后的六个比较值act11
new
、act21
new
、act31
new
、act32
new
、
act22
new
、act12
new
对电机进行控制，并根据第一电流采样触发值和第二电流采样触发值对电机进行电流采样，获得第一采样电流和第二采样电流；根据第一采样电流和第二采样电流估算电机的转子位置。
10.根据本发明实施例的电机转子位置观测方法，通过根据基准值与比较值之间的差值对单电阻采样下输出所需电压矢量所对应的三路调制的六个比较值进行调整，并根据调整后的比较值确定第一电流采样触发值和第二电流采样触发值，以及根据调整后的六个比较值对电机进行控制，并根据第一电流采样触发值和第二电流采样触发值对电机进行电流采样，获得第一采样电流和第二采样电流，以及根据第一采样电流和第二采样电流估算电机的转子位置，能够有效提高单电阻采样的采样电流精度，进而提高电机转子位置观测的精度。
11.根据本发明的一个实施例，确定基准值，包括：获取三角波载波顶点计数值；根据三角波载波顶点计数值确定基准值。
12.根据本发明的一个实施例，基准值大于等于比较值act22与比较值act11之差。
13.根据本发明的一个实施例，基准值为三角波载波顶点计数值的0.5倍。
14.根据本发明的一个实施例，根据以下公式对六个比较值act11、act21、act31、act32、act22、act12进行调整：
15.act11
new
＝act11+detan；
16.act21
new
＝nref；
17.act31
new
＝act31+detan；
18.act32
new
＝act32-detan；
19.act22
new
＝nref；
20.act12
new
＝act12-detan；
21.其中，detan为差值，nref为基准值。
22.根据本发明的一个实施例，在三角波载波的上升阶段进行单电阻采样时，根据以下公式确定第一电流采样触发值和第二电流采样触发值：
23.trig1
new
＝act21
new-tsample；
24.trig2
new
＝act21
new
+tdead+tup；
25.其中，trig1
new
为第一电流采样触发值，trig2
new
为第二电流采样触发值，tsample为硬件采样所需时间，tdead为死区时间，tup为电流上升至稳定的时间。
26.根据本发明的一个实施例，在三角波载波的下降阶段进行单电阻采样时，根据以下公式确定第一电流采样触发值和第二电流采样触发值：
27.trig1
new
＝act22
new
+tsample；
28.trig2
new
＝act22
new-tdead-tup；
29.其中，trig1
new
为第一电流采样触发值，trig2
new
为第二电流采样触发值，tsample为硬件采样所需时间，tdead为死区时间，tup为电流上升至稳定的时间。
30.为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出一种计算机可读存储介质，其上存储有电机转子位置观测程序，该电机转子位置观测程序被处理器执行时实现前述的电机转子位置观测方法。
31.根据本发明实施例的计算机可读存储介质，基于前述的电机转子位置观测方法，
能够有效提高单电阻采样的采样电流精度，进而提高电机转子位置观测的精度。
32.为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出一种转子位置观测器，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的电机转子位置观测程序，处理器执行电机转子位置观测程序时，实现前述的电机转子位置观测方法。
33.根据本发明实施例的转子位置观测器，基于前述的电机转子位置观测方法，能够有效提高单电阻采样的采样电流精度，进而提高电机转子位置观测的精度。
34.为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出一种电机转子位置观测装置，包括：第一确定模块，用于确定基准值；第二确定模块，用于确定单电阻采样下输出所需电压矢量所对应的三路调制的六个比较值act11、act21、act31、act32、act22、act12；调整模块，用于在向电机d轴注入高频脉冲时，确定基准值与比较值act21或act22之间的差值，并根据差值对六个比较值act11、act21、act31、act32、act22、act12进行调整；第三确定模块，用于根据调整后的比较值act21
new
或者act22
new
确定第一电流采样触发值和第二电流采样触发值；控制模块，用于根据调整后的六个比较值act11
new
、act21
new
、act31
new
、act32
new
、act22
new
、act12
new
对电机进行控制，并根据第一电流采样触发值和第二电流采样触发值对电机进行电流采样，获得第一采样电流和第二采样电流，以及根据第一采样电流和第二采样电流估算电机的转子位置。
35.根据本发明实施例的电机转子位置观测装置，通过根据基准值与比较值之间的差值对单电阻采样下输出所需电压矢量所对应的三路调制的六个比较值进行调整，并根据调整后的比较值确定第一电流采样触发值和第二电流采样触发值，以及根据调整后的六个比较值对电机进行控制，并根据第一电流采样触发值和第二电流采样触发值对电机进行电流采样，获得第一采样电流和第二采样电流，以及根据第一采样电流和第二采样电流估算电机的转子位置，能够有效提高单电阻采样的采样电流精度，进而提高电机转子位置观测的精度。
36.本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
37.图1为根据本发明一个实施例的电机控制系统图；
38.图2为单电阻高频注入控制系统图；
39.图3a为根据本发明一个实施例的0
°
位置时注入正电压脉冲的电压矢量以及开关管动作示意图；
40.图3b为根据本发明一个实施例的0
°
位置时注入负电压脉冲的电压矢量以及开关管动作示意图；
41.图4为根据本发明一个实施例的电机转子位置观测方法的流程示意图；
42.图5为与图3a和图3b相对应的调整后的开关管动作示意图；
43.图6为根据本发明一个实施例的电机转子位置观测装置的结构示意图。
具体实施方式
44.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终
相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
45.在电机无位置传感器矢量控制过程中，为获得电机转子位置，可在d轴注入周期性的正负电压脉冲，并对脉冲引起的q轴高频电流响应进行采样，以及将高频电流响应送入锁相环求解得到电机转子位置。基于成本考虑，通常采用单电阻采样技术对高频电流响应进行采样，单电阻采样技术是通过利用直流负母线上的采样电阻对电流进行采样，如图1所示，通过直流负母线上的采样电阻r对电流进行采样，在采样时，一个控制周期内需要采样两次，分别在两个有效电压矢量(也即非零电压矢量)的作用时间内进行采样，采样结束后根据电压矢量情况，判断采样电流所属相序，得到两相电流。
46.在单电阻采样时，两次电流采样均需要一定的时间，一般选取第2个或者第5个开关管动作时刻的前后，即两个有效电压矢量作用时间内进行采样，如果合成电压矢量位于扇区切换边界附近，则存在至少一个有效电压矢量过小的情况，因此为了满足采样时间要求，需要对开关管动作时刻进行移相处理，从而确保两次电流采样的准确性。但是，这样单电阻采样的采样时刻会发生变化，尤其在不同扇区切换区域附近时，移相方式的不同将会导致采样时刻存在较大差异。由于电机低速运行时，反电动势和电阻压降较小，如图2所示，控制器输出电压主要为高频注入电压，且高频注入电压为正负周期性注入，对应的扇区相差180
°
，从而会因移相引入较大的采样时刻误差，导致采样得到的q轴高频电流响应存在较大误差，以此求解得到的估计位置也会存在较大误差，从而影响控制系统的控制性能。
47.具体来说，以电机处于0
°
位置为例进行说明。在传统方法中，在进行转子位置估算时，先注入正电压脉冲，参考图3a所示，此时输出的合成电压矢量uinj基本与u4(100)重合，第一个有效电压矢量的作用时间t1大，第二个有效电压矢量的作用时间t2小，因此需要移相，基于移相后确定的电流采样时刻靠近三角波载波周期的中间，如图3a中的trig1和trig2靠近三角波载波周期的中间；正电压脉冲结束后，注入负电压脉冲，参考图3b所示，此时输出的合成电压矢量-uinj与注入正电压脉冲时的合成电压矢量uinj近似相差180
°
，且基本与u3(011)重合，第一个有效电压矢量的作用时间t1小，第二个有效电压矢量的作用时间t2大，同样需要移相，但基于移相后确定的电流采样时刻靠近三角波载波周期的端部，如图3b中的trig1和trig2靠近三角波载波周期的尾部。因此注入正电压脉冲时的电流采样时刻与注入负电压脉冲时的电流采样时刻不同，导致采样得到的高频电流响应存在较大误差，进而导致估计位置存在较大误差。
48.基于此，在本技术中可先根据三角波载波周期计数值选取基准值，由于电流采样时刻是基于第2个或者第5个开关管动作时刻计算得到，因此通过将第2个或者第5个开关管动作时刻与基准值对齐，可以保证在移相后，正负电压脉冲注入时的电流采样时刻相同，从而减少因电流采样时刻不同引入的电流采样误差，进而提高电机转子位置的估计精度。
49.图4为根据本发明一个实施例的电机转子位置观测方法的流程示意图。参考图4所示，该电机转子位置观测方法可包括以下步骤：
50.步骤s101，在向电机d轴注入高频脉冲时，确定基准值，并确定单电阻采样下输出所需电压矢量所对应的三路调制的六个比较值act11、act21、act31、act32、act22、act12。
51.具体来说，在向电机d轴注入高频脉冲，即频率较高的正负电压脉冲时，可获取用于减少因电流采样时刻不同引入电流采样误差所需的基准值，并根据单电阻采样计算得到
控制电机所需的各路pwm(pulse width modulation，脉冲宽度调制)信号的比较值act11、act21、act31、act32、act22、act12，其中，act11表示三相逆变桥中第1个开关管动作时刻对应的三角波载波计数值，act21表示第2个开关管动作时刻对应的三角波载波计数值，act31表示第3个开关管动作时刻对应的三角波载波计数值，act32表示第4个开关管动作时刻对应的三角波载波计数值，act22表示第5个开关管动作时刻对应的三角波载波计数值，act12表示第6个开关管动作时刻对应的三角波载波计数值。在本技术中，三角波载波计数方式为先增大后减小方式，相应的act11＜act21＜act31，act32＞act22＞act12。
52.举例来说，如图3a-图3b所示，pwm1、pwm2和pwm3分别为图1所示上桥臂开关管vt1、vt3和vt5的pwm控制信号(下桥臂开关管vt4、vt6和vt2的pwm控制信号与上桥臂开关管vt1、vt3和vt5的pwm控制信号对应互差180
°
)。在注入正负电压脉冲时，当电压矢量处于扇区i时，pwm1对应的比较值为act11和act12，pwm2对应的比较值为act21和act22，pwm3对应的比较值为act31和act32，即pwm1的占空比为最大值，pwm2的占空比为中间值，pww3的占空比为最小值；当电压矢量处于扇区ii时，pwm1对应的比较值为act21和act22，pwm2对应的比较值为act11和act12，pwm3对应的比较值为act31和act32，即pwm1的占空比为中间值，pwm2的占空比为最大值，pww3的占空比为最小值；当电压矢量处于扇区iii时，pwm1对应的比较值为act31和act32，pwm2对应的比较值为act11和act12，pwm3对应的比较值为act21和act22，即pwm1的占空比为最小值，pwm2的占空比为最大值，pww3的占空比为中间值；当电压矢量处于扇区iv时，pwm1对应的比较值为act31和act32，pwm2对应的比较值为act21和act22，pwm3对应的比较值为act11和act12，即pwm1的占空比为最小值，pwm2的占空比为中间值，pww3的占空比为最大值；当电压矢量处于扇区v时，pwm1对应的比较值为act21和act22，pwm2对应的比较值为act31和act32，pwm3对应的比较值为act11和act12，即pwm1的占空比为中间值，pwm2的占空比为最小值，pww3的占空比为最大值；当电压矢量处于扇区vi时，pwm1对应的比较值为act11和act12，pwm2对应的比较值为act31和act32，pwm3对应的比较值为act21和act22，即pwm1的占空比为最大值，pwm2的占空比为最小值，pww3的占空比为中间值。
53.需要说明的是，在确定各路pwm信号的比较值时，还对确定的比较值进行移相处理，以保证在有效电压矢量作用时间内进行单电阻采样，保证电流采样的有效性和准确性。在进行移相处理时，根据电流采样阶段、t1/2和t2/2的大小调整相应的比较值，以使t1/2和t2/2中的较小值大于最小采样时间。举例来说，如图3a所示，在三角波载波周期下降阶段进行电流采样时，t2/2较小，此时将pwm3的高电平左移，相应的比较值act31减小，比较值act32增大；在三角波载波周期上升阶段进行电流采样时，t2/2较小，此时将pwm3的高电平右移，相应的比较值act31增大，比较值act32减小。如图3b所示，在三角波载波周期下降阶段进行电流采样时，t1/2较小，此时将pwm1的高电平右移，相应的比较值act11增大，比较值act12减小；在三角波载波周期上升阶段进行电流采样时，t1/2较小，此时将pwm1的高电平左移，相应的比较值act11减小，比较值act12增大。
54.在获取基准值时，由于电流采样时刻是基于第2个或者第5个开关管动作时刻计算得到，因此保证第2个或者第5个开关管动作时刻一致即可保证电流采样时刻一致，如图3a-图3b所示，第5个开关管动作时刻为比较值act22对应的时刻，trig1和trig2对应的时刻即电流采样时刻是根据比较值act22计算得到，因此保证图3a中的比较值act22对应的时刻和图3b中比较值act22对应的时刻一致即可保证图3a中的电流采样时刻和图3b中的电流采样
时刻一致。考虑到注入正电压脉冲时的三角波载波周期计数值与注入负电压脉冲时的三角波载波周期计数值是相同的，因此可基于三角波载波周期计数值选取基准值，并将第2个或者第5个开关管动作时刻与该基准值对齐即可保证在移相后正负电压脉冲注入时的电流采样时刻相同，如图3a中的比较值act22对应的时刻和图3b中比较值act22对应的时刻均与基准值对齐即可保证图3a中的电流采样时刻和图3b中的电流采样时刻一致，从而减少因移相导致电流采样时刻不同所引入的电流采样误差。
55.在本发明的一些实施例中，确定基准值可包括：获取三角波载波顶点计数值；根据三角波载波顶点计数值确定基准值。
56.具体地，在向电机d轴注入高频脉冲时，可先注入正电压脉冲，此时先确定正电压脉冲对应的三角波载波顶点计数值n
1/2period
，并根据三角波载波顶点计数值n
1/2period
获取基准值nref。在正电压脉冲结束后，注入负电压脉冲，由于负电压脉冲为与正电压脉冲方向相反的电压脉冲，因此可直接将注入正电压脉冲时确定的基准值nref作为注入负电压脉冲时确定的基准值nref，当然也可以直接计算得到。
57.需要说明的是，在确定基准值nref时，具体可根据三角波载波顶点计数值n
1/2period
、注入的正负电压脉冲的幅值进行确定。例如，由于基于高频注入法估计电机转子位置时，所选取的正负电压脉冲的幅值一般不超过直流母线电压udc的50％，因此基准值nref可为三角波载波顶点计数值的0.5倍，即基准值nref＝(1/2)*n
1/2period
。需要说明的是，基准值nref大于等于比较值act22与比较值act11之差。
58.步骤s102，确定基准值与比较值act21或act22之间的差值。
59.具体地，在三角波载波上升阶段进行电流采样时，对应的比较值为act21，基准值与比较值act21之间的差值detan＝nref-act21；在三角波载波下降阶段进行电流采样时，对应的比较值为act22，基准值nref与比较值act22之间的差值detan＝nref-act22。可以理解的是，当三角波载波计数方式为先增大后减小、且移相时未对比较值act21和act22进行移相处理时，所计算的两个差值detan是相等的，在后续使用时可不其进行区分，而在其它情况下，所计算的两个差值detan可能不相等，在后续使用时需进行区别。
60.步骤s103，根据差值对六个比较值act11、act21、act31、act32、act22、act12进行调整，并根据调整后的比较值act21
new
或者act22
new
确定第一电流采样触发值和第二电流采样触发值。
61.具体来说，在获得差值detan后，可基于差值detan对六个比较值进行调整，其调整原则是，若t2为较小值，则利用零电压矢量u0(000)补偿零电压矢量u7(111)，即增加pwm1、pwm2和pwm3的占空比，也即增加pwm1、pwm2和pwm3的高电平时间；若t1为较小值，则利用零电压矢量u7(111)补偿零电压矢量u0(000)，即减小pwm1、pwm2和pwm3的占空比，也即减小pwm1、pwm2和pwm3的高电平时间。
62.举例来说，如图3a所示，t2为较小值，则利用零电压矢量u0(000)补偿零电压矢量u7(111)，调整后的pwm1、pwm2和pwm3如图5(a)所示，相对于调整前的pwm信号，调整后的pwm信号的高电平增加了(即外扩)；如图3b所示，t1为较小值，则利用零电压矢量u7(111)补偿零电压矢量u0(000)，调整后的pwm1、pwm2和pwm3如图5(b)所示，相对于调整前的pwm信号，调整后的pwm信号的高电平减少了(即内缩)。
63.需要说明的是，设置基准值nref大于等于比较值act22与比较值act11之差的目的
是为了保证在t2为较小值时，零电压矢量u0(000)足够补充零电压矢量u7(111)，避免因零电压矢量u0(000)持续时间过短不够补充零电压矢量u7(111)，以及在t1为较小值时，零电压矢量u7(111)足够补充零电压矢量u0(000)，避免因零电压矢量u7(111)持续时间过短不够补充零电压矢量u0(000)，保证了对电机的正常控制。
64.具体地，在根据差值detan对六个比较值进行调整时，具体可通过下述公式(1)对六个比较值act11、act21、act31、act32、act22、act12进行调整：
[0065][0066]
需要说明的是，由于差值detan具有正负之分，因此公式(1)适用于前述两种情况。例如，差值detan＝nref-act22，若t2为较小值，则差值detan＜0，此时基于公式(1)确定的调整后的六个比较值与图5(a)所示相符合；若t1为较小值，则差值detan＞0，此时基于公式(1)确定的调整后的六个比较值与图5(b)所示相符合。
[0067]
在获得调整后的六个比较值后，基于调整后的比较值act21
new
或者act22
new
确定第一电流采样触发值和第二电流采样触发值。具体来说，在一个控制周期中，可在第2个或者第5个开关管动作时刻的前后进行电流采样，也即在比较值act21
new
或者act22
new
对应时刻的前后进行电流采样，因此在获得比较值act21
new
和act22
new
后，可根据这两个比较值中的一个获取第一电流采样触发值trig1和第二电流采样触发值trig2。例如，若选取三角波载波的下降阶段进行单电阻采样，则根据比较值act22
new
获取第一电流采样触发值trig1和第二电流采样触发值trig2；若选取三角波载波的上升阶段进行单电阻采样，则根据比较值act21
new
获取第一电流采样触发值trig1和第二电流采样触发值trig2。
[0068]
需要说明的是，在根据比较值act21
new
或者act22
new
获取第一电流采样触发值trig1和第二电流采样触发值trig2时，可根据硬件采样所需时间(如adc转换器的采样时间)、死区时间(即，pwm信号输出时，为避免同一桥臂的上下开关管同时导通所预留的时间，如在上桥臂开关管关断且延时死区时间后，下桥臂开关管才能导通，或者在下桥臂开关管关断且延时死区时间后，上桥臂开关管才能导通)和开关管通断后的电流稳定时间(如，开关管导通后，电流逐步上升直至处于稳定状态所对应的时间)进行确定，以保证足够的电流采样时间，且避开了死区时间及电流非稳定时间，保证了电流采样的有效性和准确性。
[0069]
根据本发明的一个实施例，在三角波载波的上升阶段进行单电阻采样时，根据以下公式(2)确定第一电流采样触发值和第二电流采样触发值：
[0070][0071]
其中，trig1
new
为第一电流采样触发值，trig2
new
为第二电流采样触发值，tsample为硬件采样所需时间，tdead为死区时间，tup为电流上升至稳定的时间。
[0072]
根据本发明的一个实施例，在三角波载波的下降阶段进行单电阻采样时，根据以
下公式(3)确定第一电流采样触发值和第二电流采样触发值：
[0073][0074]
其中，trig1
new
为第一电流采样触发值，trig2
new
为第二电流采样触发值，tsample为硬件采样所需时间，tdead为死区时间，tup为电流上升至稳定的时间。
[0075]
也就是说，在第2个或第5个开关管动作时刻之前进行第一次电流采样，在其之后进行第二次电流采样，考虑到两次采样时刻尽可能接近，以减少采样时间误差，针对第一次电流采样，预留一硬件采样所需时间tsample即可，针对第二次电流采样，预留一死区时间tdead和电流上升至稳定的时间tup即可。
[0076]
步骤s104，根据调整后的六个比较值act11
new
、act21
new
、act31
new
、act32
new
、act22
new
、act12
new
对电机进行控制，并根据第一电流采样触发值和第二电流采样触发值对电机进行电流采样，获得第一采样电流和第二采样电流。
[0077]
具体来说，在获得调整后的六个比较值后，还根据调整后的六个比较值对电机进行控制，并在控制的过程中，根据第一电流采样触发值trig1和第二电流采样触发值trig2进行电流采样，从而得到第一采样电流和第二采样电流。
[0078]
以在三角波载波的下降阶段进行单电阻采样为例。如图5(a)-图5(b)所示，在获得调整后的六个比较值后，若利用定时器计数值产生三角波载波，则在定时器计数值等于比较值act11
new
时，控制图1中的上桥臂开关管vt1导通，下桥臂开关管vt6和vt2保持导通，其余开关管均关断；在定时器计数值等于比较值act21
new
时，控制图1中的上桥臂开关管vt3导通，上桥臂开关管vt1和下桥臂开关管vt2保持导通，其余开关管均关断；在定时器计数值等于比较值act31
new
时，控制图1中的上桥臂开关管vt5导通，上桥臂开关管vt1和vt3保持开通，其余开关管均关断；在定时器计数值等于比较值act32
new
时，控制图1中的下桥臂开关管vt2导通，上桥臂开关管vt1和vt3保持导通，其余开关管均关断；在定时器计数值等于第一电流采样触发值trig1时，通过图1中的采样电阻r进行电流采样得到第一采样电流；在定时器计数值等于比较值act22
new
时，控制图1中的下桥臂开关管vt6导通，上桥臂开关管vt1和下桥臂开关管vt2保持导通，其余开关管均关断；在定时器计数值等于第二电流采样触发值trig2时，通过图1中的采样电阻r进行电流采样得到第二采样电流；在定时器计数值等于比较值act12
new
时，控制图1中的下桥臂开关管vt4导通，下桥臂开关管vt2和vt6保持导通，其余开关管均关断。
[0079]
由此，基于比较值和采样触发值，可实现对电机的控制，并在控制过程进行电流采样。需要说明的是，在三角波载波的上升阶段进行单电阻采样的过程与在三角波载波的下降阶段进行单电阻采样的过程相同，具体这里不再详述。
[0080]
步骤s105，根据第一采样电流和第二采样电流估算电机的转子位置。
[0081]
具体地，可根据第一采样电流和第二采样电流，进行位置观测，得到电机的转子位置，具体可采用现有技术实现，这里不做展开说明。
[0082]
根据本发明实施例的电机转子位置观测方法，通过根据基准值与比较值之间的差值对单电阻采样下输出所需电压矢量所对应的三路调制的六个比较值进行调整，并根据调整后的比较值确定第一电流采样触发值和第二电流采样触发值，以及根据调整后的六个比较值对电机进行控制，并根据第一电流采样触发值和第二电流采样触发值对电机进行电流
采样，获得第一采样电流和第二采样电流，以及根据第一采样电流和第二采样电流估算电机的转子位置，能够有效提高单电阻采样的采样电流精度，进而提高电机转子位置观测的精度，算法简单，易于工程应用，从而实现了在低成本优势下保持优异的控制性能。
[0083]
在本发明的实施例中，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有电机转子位置观测程序，该电机转子位置观测程序被处理器执行时实现前述的电机转子位置观测方法。
[0084]
根据本发明实施例的计算机可读存储介质，基于前述的电机转子位置观测方法，能够有效提高单电阻采样的采样电流精度，进而提高电机转子位置观测的精度。
[0085]
在本发明的实施例中，还提供一种转子位置观测器，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的电机转子位置观测程序，处理器执行电机转子位置观测程序时，实现前述的电机转子位置观测方法。
[0086]
根据本发明实施例的转子位置观测器，基于前述的电机转子位置观测方法，能够有效提高单电阻采样的采样电流精度，进而提高电机转子位置观测的精度。
[0087]
图6为根据本发明一个实施例的电机转子位置观测装置的示意图，参考图6所示，该电机转子位置观测装置可包括：第一确定模块10、第二确定模块20、调整模块30、第三确定模块40、控制模块50。
[0088]
其中，第一确定模块10用于确定基准值；第二确定模块20用于确定单电阻采样下输出所需电压矢量所对应的三路调制的六个比较值act11、act21、act31、act32、act22、act12；调整模块30用于在向电机d轴注入高频脉冲时，确定基准值与比较值act21或act22之间的差值，并根据差值对六个比较值act11、act21、act31、act32、act22、act12进行调整；第三确定模块40用于根据调整后的比较值act21
new
或者act22
new
确定第一电流采样触发值和第二电流采样触发值；控制模块50用于根据调整后的六个比较值act11
new
、act21
new
、act31
new
、act32
new
、act22
new
、act12
new
对电机进行控制，并根据第一电流采样触发值和第二电流采样触发值对电机进行电流采样，获得第一采样电流和第二采样电流，以及根据第一采样电流和第二采样电流估算电机的转子位置。
[0089]
根据本发明的一个实施例，第一确定模块10具体用于：获取三角波载波顶点计数值；根据三角波载波顶点计数值确定基准值。
[0090]
根据本发明的一个实施例，基准值大于等于比较值act22与比较值act11之差。
[0091]
根据本发明的一个实施例，基准值为三角波载波顶点计数值的0.5倍。
[0092]
根据本发明的一个实施例，调整模块30具体用于根据以下公式对六个比较值act11、act21、act31、act32、act22、act12进行调整：
[0093]
act11
new
＝act11+detan；
[0094]
act21
new
＝nref；
[0095]
act31
new
＝act31+detan；
[0096]
act32
new
＝act32-detan；
[0097]
act22
new
＝nref；
[0098]
act12
new
＝act12-detan；
[0099]
其中，detan为差值，nref为基准值。
[0100]
根据本发明的一个实施例，第三确定模块40具体用于在三角波载波的上升阶段进
行单电阻采样时，根据以下公式确定第一电流采样触发值和第二电流采样触发值：
[0101]
trig1
new
＝act21
new-tsample；
[0102]
trig2
new
＝act21
new
+tdead+tup；
[0103]
其中，trig1
new
为第一电流采样触发值，trig2
new
为第二电流采样触发值，tsample为硬件采样所需时间，tdead为死区时间，tup为电流上升至稳定的时间。
[0104]
根据本发明的一个实施例，第三确定模块40具体用于在三角波载波的下降阶段进行单电阻采样时，根据以下公式确定第一电流采样触发值和第二电流采样触发值：
[0105]
trig1
new
＝act22
new
+tsample；
[0106]
trig2
new
＝act22
new-tdead-tup；
[0107]
其中，trig1
new
为第一电流采样触发值，trig2
new
为第二电流采样触发值，tsample为硬件采样所需时间，tdead为死区时间，tup为电流上升至稳定的时间。
[0108]
需要说明的是，关于本技术中电机转子位置观测装置的描述，请参考本技术中关于电机转子位置观测方法的描述，具体这里不再赘述。
[0109]
根据本发明实施例的电机转子位置观测装置，通过根据基准值与比较值之间的差值对单电阻采样下输出所需电压矢量所对应的三路调制的六个比较值进行调整，并根据调整后的比较值确定第一电流采样触发值和第二电流采样触发值，以及根据调整后的六个比较值对电机进行控制，并根据第一电流采样触发值和第二电流采样触发值对电机进行电流采样，获得第一采样电流和第二采样电流，以及根据第一采样电流和第二采样电流估算电机的转子位置，能够有效提高单电阻采样的采样电流精度，进而提高电机转子位置观测的精度。
[0110]
需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
[0111]
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
[0112]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0113]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0114]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0115]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。