一种电机转角、转矩和转速的集成检测系统、方法及装置与流程

本发明涉及信号分析与控制技术领域的检测系统、检测方法及检测装置，尤其涉及一种适用于有刷直流电机的驱动以及可以实现电机转角、转矩和转速值的集成检测系统、集成检测方法及集成检测装置。

背景技术：

随着科学技术的日新月异，电机在工业控制中将扮演着更重要的角色，电机转速、转矩和转角值的获取对电机控制的重要性可见一斑。目前获取这些参数都依赖传感器，但是这些传感器只能检测一个参数或两个参数，并且价格较为昂贵，同时这些传感器还会增加系统的结构尺寸，可能还会存在信号干扰问题。

专利文献：电机转角检测装置与检测方法，申请号zl201510989412.7，申请公布号cn105490461a，该专利文献的重点在于有刷直流电机转角的检测，功能相对单一，同时所设计的装置和方法并不能独立完成转角检测的功能，还需要外接电机驱动装置、电流检测装置、电压检测装置以及通信装置。

本装置为针对有刷直流电机结构特点而设计一种电机驱动及转角、转速和转矩估计装置，可以方便快速的获取较为准确的电机转角、转速和转矩值，实现低成本、高集成度的电机相关参数的检测和驱动。

技术实现要素：

针对有刷直流电机结构特点，本发明提供一种电机转角、转矩和转速值的集成检测系统、集成检测方法及集成检测装置，可以方便快速的获取较为准确的电机转角、转速和转矩值，实现低成本、高集成度的电机相关参数的检测和驱动。

本发明采用以下技术方案实现：一种电机的转角、转矩和转速的集成检测系统，其包括：

电流传感器，其用于检测流通电机的电流信号；

电压传感器，其用于检测所述电机两端的电压信号；

控制器，其用于根据所述电流信号在某一个时刻的电流值i，计算所述电机在所述时刻的转矩tm，其中，tm＝k2×kti，k2为所述电机的预设的转矩修正系数，kt为所述电机的电磁转矩系数；根据所述电流值i、所述电压信号在所述时刻的电压值u，计算所述电机在所述时刻的转速ω，其中，k1为所述电机的预设的转速修正系数，kf为所述电机的反电动势系数，r为所述电机的电阻；根据所述转速ω计算时钟频率f，其中，nt为所述电机的转子槽数，ns为所述电机的电刷对数；

自适应滤波器，其用于根据时钟频率f，将所述电流信号通过自适应滤波形成正弦信号；

比较器，其用于将所述正弦信号转换为方波信号；

其中，所述控制器还用于捕捉所述方波信号的上升沿并计数，根据所述上升沿的个数计算所述电机的转角θ，其中，count为所述上升沿的个数。

作为上述方案的进一步改进，所述集成检测系统还包括：

交流放大器，其用于滤除所述电流信号中的直流和低频的交流信号；

其中，所述自适应滤波器接收的电流信号为滤除所述交流信号后的电流信号。

作为上述方案的进一步改进，所述自适应滤波器自适应滤波时所需的脉冲信号的时钟频率为时钟频率f乘以200。

作为上述方案的进一步改进，所述比较器的正输入端接收所述正弦信号，所述比较器的负输入端接地，所述比较器的输出端输出所述方波信号。

作为上述方案的进一步改进，所述控制器对所述电流信号进行数模转换，并通过滤波后得到电流值曲线，对应得到所述时刻的电流值i；所述控制器还对所述电压信号进行数模转换，并通过滤波后得到电压值曲线，对应得到所述时刻的电压值u。

本发明还提供一种电机的转角、转矩和转速的集成检测方法，所述集成检测方法包括以下步骤：

步骤s1，接收流通电机的电流信号，根据所述电流信号在某一个时刻的电流值i，计算所述电机在所述时刻的转矩tm，其中，tm＝k2×kti，k2为所述电机的预设的转矩修正系数，kt为所述电机的电磁转矩系数；

步骤s2，接收所述电机两端的电压信号，根据所述电流值i、所述电压信号在所述时刻的电压值u，计算所述电机在所述时刻的转速ω，其中，k1为所述电机的预设的转速修正系数，kf为所述电机的反电动势系数，r为所述电机的电阻；

步骤s3，根据所述转速ω计算时钟频率f，其中，nt为所述电机的转子槽数，ns为所述电机的电刷对数；

步骤s4，根据时钟频率f，将所述电流信号通过自适应滤波形成正弦信号；

步骤s5，将所述正弦信号转换为方波信号；

步骤s6，捕捉所述方波信号的上升沿并计数，根据所述上升沿的个数计算所述电机的转角θ，其中，count为所述上升沿的个数。

作为上述方案的进一步改进，在步骤s1中，对接收到的所述电流信号，首先滤除直流和低频的交流信号。

作为上述方案的进一步改进，在步骤s4中，自适应滤波时的脉冲信号的时钟频率为时钟频率f乘以200，自适应滤波滤除频率为f以外的信号，即得到所述正弦信号。

作为上述方案的进一步改进，所述步骤s5采用比较器实现，所述比较器的正输入端接收所述正弦信号，所述比较器的负输入端接地，所述比较器的输出端输出所述方波信号。

本发明还提供一种电机的转角、转矩和转速的集成检测装置，其采用上述任意电机的转角、转矩和转速的集成检测方法；所述集成检测装置包括：

转矩计算模块，其用于接收流通电机的电流信号，并根据所述电流信号在某一个时刻的电流值i，计算所述电机在所述时刻的转矩tm，其中，tm＝k2×kti，k2为所述电机的预设的转矩修正系数，kt为所述电机的电磁转矩系数；

转速计算模块，其用于接收所述电机两端的电压信号，根据所述电流值i、所述电压信号在所述时刻的电压值u，计算所述电机在所述时刻的转速ω，其中，k1为所述电机的预设的转速修正系数，kf为所述电机的反电动势系数，r为所述电机的电阻；

时钟频率计算模块，其用于根据所述转速ω计算通过自适应滤波形成正弦信号所需用的时钟频率f，其中，nt为所述电机的转子槽数，ns为所述电机的电刷对数；

正弦信号形成模块，其用于根据时钟频率f，将所述电流信号通过自适应滤波形成正弦信号；

方波信号形成模块，其用于将所述正弦信号转换为方波信号；

转角计算模块，其用于捕捉所述方波信号的上升沿并计数，根据所述上升沿的个数计算所述电机的转角θ，其中，count为所述上升沿的个数。

本发明利用电机两端的电压值和流过电机的电流值对电机的转角、转速和转矩进行同步检测，在实现对转角、转速和转矩进行集成检测的功能时，也减少了传感器的使用，减少的检测成本。

附图说明

图1为本发明实施例1的集成检测系统的模块结构示意图。

图2为图1中控制器的电路示意图。

图3为图1中can通信模块的电路示意图。

图4为图1中调试端口电路的电路示意图。

图5为图1中电源转换电路的电路示意图。

图6a与图6b为图1中电压反转模块、交流放大器、自适应滤波器、比较器之间的电路示意图，其中，由于图6太大放在一张图中，反而看不清楚图中的内容，因此分割成两张图进行展示。

图7为图1中继电器控制模块的电路示意图。

图8为图1中电压传感器的电路示意图。

图9为图1中电流传感器的电路示意图。

图10为图1中驱动模块的电路示意图。

图11为本发明实施例1的集成检测系统的工作流程图。

图12为本发明实施例1的脉冲个数修正的原理图。

图13为本发明实施例1所检测的转矩值与精确转矩传感器所检测的转矩值的对比示意图。

图14为本发明实施例1所检测的转速值与精确转速传感器所检测的转速值的对比示意图。

图15为本发明实施例1所检测的转角值与精确转角传感器所检测的转角值的对比示意图。

图16为本发明实施例2的电机转角、转矩和转速的集成检测方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

请参阅图1，本实施例的集成检测系统用于检测电机的转角θ、转矩tm和转速ω。集成检测系统包括上层控制器、电流信号处理器、下层驱动器。上层控制器包括：控制器6、can通信模块3、调试端口电路4、电源转换电路5。电流信号处理器包括电压反转模块8、交流放大器7、自适应滤波器11、比较器10。下层驱动器包括继电器控制模块12、电压传感器13、电流传感器15以及驱动模块16。

电流传感器15、电压传感器13、控制器6、自适应滤波器11、比较器10是集成检测系统的最小集合，电流传感器15用于检测流通电机的电流信号。电压传感器13用于检测所述电机两端的电压信号。自适应滤波器11用于根据时钟频率f，将所述电流信号通过自适应滤波形成正弦信号。比较器10用于将所述正弦信号转换为方波信号。

控制器6用于根据所述电流信号在某一个时刻的电流值i，计算所述电机在所述时刻的转矩tm，其中，tm＝k2×kti，k2为所述电机的预设的转矩修正系数，kt为所述电机的电磁转矩系数；根据所述电流值i、所述电压信号在所述时刻的电压值u，计算所述电机在所述时刻的转速ω，其中，k1为所述电机的预设的转速修正系数，kf为所述电机的反电动势系数，r为所述电机的电阻；根据所述转速ω计算时钟频率f，其中，nt为所述电机的转子槽数，ns为所述电机的电刷对数；还用于捕捉所述方波信号的上升沿并计数，根据所述上升沿的个数计算所述电机的转角θ，其中，count为所述上升沿的个数。

请参阅图2，控制器6包括电感、电容、电阻、晶振、发光二极管、开关、主控芯片。其中，电感包括：l02、l03、l2、l3，电阻包括：ra1、ra2、ra3、ra4、ra5、ra8、r13，电容包括：ca1、ca2、ca3、ca4、ca5、ca6、ca7、ca8、ca9、ca10、ca11、ca12、ca13、ca14，发光二极管为da1且作为电源指示灯判别控制器6是否供电，晶振为ya1且为系统产生精确的时钟频率，主控芯片为mc9s12xs128且用作信号的处理或产生相应的指令控制其他模块产生相应的动作。芯片mc9s12xs128的引脚11用于输出自适应滤波器11所需的时钟信号，芯片mc9s12xs128的引脚11用于捕捉比较器10输出的方波信号。芯片mc9s12xs128的引脚1、2，引脚3、4，引脚109、110，引脚111、112用于产生4路脉冲信号使驱动模块16控制电机旋转。控制器6连接电源转换电路5且通过电源转换电路5提供+5v的电源。

请参阅图3，can通信模块3用于对电机转角值、转矩值、转速值等数据的发送与接收。can通信模块3采用的芯片为tja1050，芯片tja1050的引脚1和引脚4分别与芯片mc9s12xs128的引脚104和引脚105相连，芯片tja1050的引脚2和引脚8与地相连，且芯片tja1050的引脚2和引脚4分别连接电容c20的两端，芯片tja1050的引脚3和引脚5分别连接电阻r20的两端，芯片tja1050的的引脚3连接+5v电源，芯片tja1050的引脚3分别通过电容c21、电容c22接地，芯片tja1050的的引脚4和引脚5分别通过电容c20和电阻r21相连接，芯片tja1050的引脚6和引脚7分别通过电阻r22、电容c23相连接，芯片tja1050的引脚7和引脚6分别连接can高线和can低线，can总线上的数据差分处理后经芯片tja1050的引脚4传输给控制器6，控制器6的数据通过芯片tja1050的引脚1传输给can收发器。

请参阅图4，调试端口电路4连接控制器6，调试端口电路4用于对芯片mc9s12xs128内程序的在线调试、应用程序下载和在线更新，可实时观测到各参数、寄存器值和内存值的变化，及时发现程序中的问题，降低了程序开发的周期和试验成本。调试端口电路4包括电阻ra6、ra7，电容ca15，复位开关sw、插口ja1、ja2。

请参阅图5，电源转换电路5连接一个电池14，本实施例的电池14采用电压为+12v的电池。电源转换电路5用于将电池14的+12v的电源转换为+5v的电源。电源转换电路5包括电容c1、电容c4、芯片lm2575、电解电容c2、电解电容c3、稳压二极管d00、稳压二极管d1、稳压二极管d2、电阻r00、电感l1、开关s1。芯片lm2575的引脚1依次通过稳压二极管d1和开关s1与电池14连接，电容c1、电容c4、电解电容c2、电解电容c3、稳压二极管d2的一端接地，芯片lm2575的引脚3、芯片lm2575的引脚5接地，电容c1、电解电容c2的另一端与引脚1相连接，稳压二极管d2的另一端与引脚2相连接，电解电容c3、电容c4的另一端与电阻r00的一端、电感l1的一端、芯片lm2575的引脚4相连，电感l1的另一端与芯片lm2575的引脚2相连接，电阻r00通过稳压二极管d00与地相连接。电源转换电路5向控制器6、比较器10、自适应滤波器11提供+5v的电源。

请参阅图6a和图6b，电压反转模块8用于将+5v的电源转换为-5v的电源，从而为自适应滤波器11和交流放大器7提供-5v的电源。电压反转模块8包括：电容c03、c04、芯片icl7660。

交流放大器7用于滤除直流和低频交流的电流信号，同时将电流信号放大。交流放大器7包括：电阻r014、r015、r019、r020、r021、r022、r023、r024，电容c05、c06、c07、c08，芯片tlv2272。由电容c05和电阻r021组成的一阶高通滤波电路可对输入到芯片tlc2272的输入端的电流信号一进行过滤，并输出电流信号三。且交流放大器7的截止频率为8hz，即低于8hz的信号将被过滤。高频的信号将通过一阶高通滤波电路输入到芯片tlc2272进行信号放大。第一级放大电路为芯片tlc2272的左半边电路，且电阻r014和r020的取值分别为100kω和500ω，第一级放大倍数为200倍。第二级放大电路为tlc2272右半边放大电路，且r015和r023的取值分别为1kω和500ω，第二级放大倍数为3倍。通过两级放大，总共可以将电流信号放大600倍，即可以把幅值为80mv的交流信号放大为幅值4.8v的交流信号。

自适应滤波器11用于将电流信号过滤为较为理想的正弦信号。自适应滤波器11包括：电阻r02、r03、r04、r05、r06、r07、r08、r09、r010、r011、r012、r013，电容c01、c02、芯片ltc1068-200。芯片ltc1068-200的引脚3输入的是经过交流放大器7处理的电流信号，通过芯片ltc1068-200的引脚21输入的是占空比为50％、频率随电机转速变化的脉冲信号，可将电流信号过滤为较为理想的正弦信号。

比较器10用于将自适应滤波器11输出的正弦电流信号转化为方波信号。比较器10包括电阻r017、可变电阻r018、二极管d01、芯片lm393。通过芯片lm393的引脚1将方波信号输入到控制器6的芯片mc9s12xs128的引脚17并用于计数。调节可变电阻r018的阻值可改变设定的电压阈值，可以保证信号遗失和重叠现象尽可能的少。电阻r017的作用是保证比较器输出信号的稳定性，二极管d01将正弦信号的负半部滤除，只输入正半部信号。

请参阅图7，继电器控制模块12用于保护电路，防止过载。电源转换电路5通过一个继电器控制模块12连接一个电池14。继电器控制模块12包括：电阻r73、r74、r88、r0，电容c6、c7，电解电容c5、c38、c82、c83，三极管q1、q30，稳压二极管d40，发光二极管d0，电感l02、l03、继电器k1。

请参阅图8，电压传感器13用于检测电机两端的电压。电压传感器13包括检测模块一和检测模块二。检测模块一包括电阻r62、电阻r69、电容c63、二极管d11和二极管d12。电阻r62的一端连接电机的输入端，电阻r62另一端连接电阻r69一端、电容c63一端、二极管d12的输出端，电阻r69的另一端连接电容c63的另一端并接地，二极管d12的输出端连接电源转换电路5，且电阻r62和电阻r69的连接点记作电阻r62和电阻r69的中端sa_dec，二极管d11的输入端连接二极管d12的输出端，二极管d11的输出端接地。

检测模块二包括电阻r64、电阻r68、电容c62、二极管d8和d9。电阻r64的一端连接电机的输出端，电阻r64的另一端连接电阻r68的一端、电容c62的一端、二极管d的9输出端，电阻r68的另一端连接电容c62的另一端并接地。二极管d9的输入端连接电源转换电路5，且电阻r64和电阻r68的连接点记作电阻r64和电阻r68的中端sb_dec，二极管d8输出端连接二极管d9的输入端、电容c62的一端，二极管d8的输入端接地。

其中，电压传感器13利用电阻r62、电阻r69和电阻r64、电阻r68分别对电机两端电压进行分压，控制器6根据电阻r62、电阻r69的中端sa_dec和电阻r64、电阻r68的中端sb_dec的电势差获得电机两端电压值。

请参阅图9，电流传感器15用于检测流过电机的电流。电流传感器15采用单电阻采样电路。电流传感器15包括：电阻r51、r57、r59，电容c54、c84、c85，芯片ad8206。采样电阻r51阻值为1mω，将电阻r51两端的电压作为信号输入到差模放大电路芯片ad8206，并对所述电压信号进行20倍的放大，通过测量r51两端的电压进而计算出流过电机的电流。通过芯片ad8206的引脚5将计算得到的所述电流作为电流信号一分别输入到控制器6的芯片mc9s12xs128的引脚75和交流放大器7。

请参阅图10，驱动模块16用于驱动需要检测的电机，本实施例的电机采用直流有刷电机。驱动模块16包括：电阻r30、r32、r33、r34、r35、r38、r40、r41、r42、r43、r44、r45，电容c29、c30、c32、c33、c35、c37，钽电容c28、c31、c34、c36，mosfetq3、q4、q5、q6，驱动芯片a3946。驱动模块16采用两个a3946芯片，每个a3946芯片可以控制2个mosfet，所述mosfet是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管，控制器6通过ahi、alo、bhi、blo引脚输出四路脉冲驱动信号到a3946芯片，两个芯片a3946通过分别通过引脚gha、gla、ghb、glb驱动h桥的4个mosfet。当mosfetq3和mosfetq6导通时，电流依次流过mosfetq3、有刷直流电机、电流传感器、mosfetq6，形成通路使电机转动。当mosfetq5和mosfetq6导通时，电流依次流过mosfetq5、有刷直流电机、电流传感器、mosfetq4，形成通路，从而使所述电机反向转动。

本发明通过设置驱动模块，能够利用控制器对电机的运行进行控制，操作方便，通过设置继电器控制模块，继电器控制模块连接电源转换电路和电池，从而对电路进行保护，防止发生过载，装置运行更安全。

综上所述，请参阅图11，本实施例的电机转角、转矩和转速的集成检测系统在工作时，控制器6利用其脉冲宽度调制功能输出四路脉冲驱动信号到芯片a3946，通过控制驱动模块16来驱动电机。控制器6对电压传感器13检测到的电压信号和电流传感器15检测的电流信号一进行滤波，从而分别得到较为精确的电压值、电流值，且记所述精确的电流值为i，记所述精确的电压值为u。

根据转矩估计数学模型得到转矩值，记所述转矩值为tm，所述转矩数学模型为tm＝k2×kti。其中，k2为修正系数，由大量实验得到，kt为电磁转矩系数。

根据转速估计数学模型得到转速值一，记所述转速值一为ω，所述转速估计数学模型为其中，k1为修正系数，且由大量实验得到，kf为反电动势系数，r为电机的电阻。

电流传感器15将检测到的电流信号一输入到交流放大器7滤除直流和低频交流信号，然后输入到自适应滤波器11中。并根据计算得到的电机转速值一和时钟频率模型得到一个时钟频率。其中，时钟频率模型：nt为电机转子槽数，ns为电机电刷对数。自适应滤波所需的所述频率通过芯片ltc1068-200的引脚21输入到自适应滤波器11。再利用控制器6的定时器功能和芯片mc9s12xs128的引脚11输出所述时钟频率的脉冲信号到自适应滤波器11，即可得到理想的正弦信号，最后将所述正弦信号输入到比较器10得到方波信号。将所述方波信号输入到控制器6，利用芯片mc9s12xs128的定时器的输入捕捉功能捕捉所述方波信号的上升沿并计数，利用估计的转速值一对脉冲个数进行修正。

其中，脉冲个数修正原理如图12所示，且脉冲个数修正属于软件，将估计的转速值一ω代入公式可得脉冲信号的参考周期，然后可得判定依据：

1、若信号的两个上升沿时间间隔小于0.8t，则认为是信号重叠，此上升沿不计入脉冲个数；

2、若信号的两个上升沿时间间隔大于1.2t，则认为是信号遗失，脉冲个数应加1。

然后记所述脉冲个数为count，将修正后的脉冲个数代入转角估计数学模型可得转角值，记所述转角值为θ，且所述转角估计数学模型为并利用定时间内转过的电机角度得到更精确的电机转速值二；利用can通信模块3将转矩值、转速值一、转速值二、转角值发送出去，可利用连接can通信模块的一个工控机进行接收并显示。

本实施例的电机转角、转矩和转速的集成检测系统可包括电流信号的软件滤波、电压信号的软件滤波、转矩估计数学模型、转速估计数学模型、脉冲信号的计数和矫正、自适应滤波所需频率的计算、转角估计数学模型。其中，电流和电压信号的滤波主要采用中值滤波，即每次采集5组数据去除最大值和最小值再取平均数，使用该方法可滤除异常信号，保证电流和电压信号的准确性。

此外，针对本发明的电机转角、转矩和转速的集成检测装置进行了具体的实验验证。实验结果请参阅图13、图14和图15，从而可以看出，本发明的电机转角、转矩和转速的集成检测装置与精确传感器所检测的转矩值、转速值、转角值的趋势一致，且曲线基本重合，误差较小。

本发明可以同时实现直流有刷电机的驱动和转角、转矩、转速的快速检测，并且电路结构较为简单，使用的电子元器件市场上易于购买且成本低廉。具有实时性高、可靠性高、集成度高、易实现和实用价值高等特点。

实施例2

请参阅图6，本发明提供了一种电机转角、转矩和转速的集成检测方法，其包括以下步骤：

步骤s1，接收流通电机的电流信号，根据所述电流信号在某一个时刻的电流值i，计算所述电机在所述时刻的转矩tm，其中，tm＝k2×kti，k2为所述电机的预设的转矩修正系数，kt为所述电机的电磁转矩系数。可采用电流传感器15检测流通电机的电流信号。在步骤s1中，交流放大器7对接收到的所述电流信号，首先滤除直流和低频的交流信号。

步骤s2，接收所述电机两端的电压信号，根据所述电流值i、所述电压信号在所述时刻的电压值u，计算所述电机在所述时刻的转速ω，其中，k1为所述电机的预设的转速修正系数，kf为所述电机的反电动势系数，r为所述电机的电阻。可采用电压传感器13检测电机两端的电压信号。

步骤s3，根据所述转速ω计算通过自适应滤波形成正弦信号所需用的时钟频率f，其中，nt为所述电机的转子槽数，ns为所述电机的电刷对数。

步骤s4，根据时钟频率f，将所述电流信号通过自适应滤波形成正弦信号。在步骤s4中，自适应滤波时的脉冲信号的时钟频率为时钟频率f乘以200，自适应滤波滤除频率为f以外的信号，即得到所述正弦信号。即，所述自适应滤波器自适应滤波时所需的脉冲信号的时钟频率为时钟频率f乘以200。

步骤s5，将所述正弦信号转换为方波信号。所述步骤s5可采用比较器实现，所述比较器的正输入端接收所述正弦信号，所述比较器的负输入端接地，所述比较器的输出端输出所述方波信号。

步骤s6，捕捉所述方波信号的上升沿并计数，根据所述上升沿的个数计算所述电机的转角θ，其中，count为所述上升沿的个数。

本发明的集成检测方法可设计成计算机程序注入在实施例1的控制器6中，由控制器6实现集成检测方法的功能。与本发明的集成检测方法相对应的集成检测装置包括转矩计算模块、转速计算模块、时钟频率计算模块、正弦信号形成模块、方波信号形成模块、转角计算模块。

转矩计算模块用于接收流通电机的电流信号，并根据所述电流信号在某一个时刻的电流值i，计算所述电机在所述时刻的转矩tm，其中，tm＝k2×kti，k2为所述电机的预设的转矩修正系数，kt为所述电机的电磁转矩系数。

转速计算模块用于接收所述电机两端的电压信号，根据所述电流值i、所述电压信号在所述时刻的电压值u，计算所述电机在所述时刻的转速ω，其中，k1为所述电机的预设的转速修正系数，kf为所述电机的反电动势系数，r为所述电机的电阻。

时钟频率计算模块用于根据所述转速ω计算通过自适应滤波形成正弦信号所需用的时钟频率f，其中，nt为所述电机的转子槽数，ns为所述电机的电刷对数。正弦信号形成模块用于根据时钟频率f，将所述电流信号通过自适应滤波形成正弦信号。方波信号形成模块用于将所述正弦信号转换为方波信号。转角计算模块用于捕捉所述方波信号的上升沿并计数，根据所述上升沿的个数计算所述电机的转角θ，其中，count为所述上升沿的个数。

在本实施例中，所述集成检测方法主要应用于实施例1中的检测系统。所述集成检测方法包括以下步骤。

步骤s10：控制器6利用芯片mc9s12xs128的脉冲宽度调制功能输出四路脉冲驱动信号到驱动模块16，从而驱动电机进行工作。

步骤s11：电压传感器13检测电机两端的电压信号，并将所述电压信号反馈到控制器6；控制器6利用芯片mc9s12xs128的模数转换功能将所述电压信号从数字信号转换为模拟信号，转化为模拟信号后的电压信号通过自适应滤波器11和比较器10依次进行滤波，滤波后的电压信号通过芯片mc9s12xs128进行计算，从而得到电机两端的电压值。

步骤s12：电流传感器15将其检测的电流信号一反馈到控制器6，控制器6利用芯片mc9s12xs128的模数转换功能将所述电流信号一从数字信号转换为模拟信号，被转换为模拟信号的所述电流信号一通过自适应滤波器11和比较器10进行滤波，滤波后得到电流信号二，电流信号二通过芯片mc9s12xs128进行计算，最后得到流过电机的电流值。

步骤s13：将所述电流值代入现有的转矩估计数学模型，从而计算出电机输出的转矩值；将所述电流值和所述电压值代入现有的转速估计数学模型得到电机的转速值一。

步骤s14：电流传感器15将其检测到的所述电流信号一输入到交流放大器7，滤除直流和低频交流信号后，得到电流信号三，再将电流信号三输入到自适应滤波器11中；控制器6根据步骤s3计算得到的电机的转速值一和现有的时钟频率模型得到一个时钟频率，再利用控制器6的定时器功能和芯片mc9s12xs128输出所述时钟频率的脉冲信号到自适应滤波器11；自适应滤波器11根据电流信号三和所述时钟频率的脉冲信号得到正弦信号，最后将所述正弦信号输入到比较器10得到方波信号。

步骤s15：比较器10将所述方波信号输入到控制器6内的芯片mc9s12xs128，利用脉冲个数修正模型进行脉冲修正，所述脉冲个数修正模型对经过交流放大器7、自适应滤波器11和比较器10后产生畸变的方波信号进行修正，然后利用芯片mc9s12xs128的输入捕捉功能捕捉修正后的方波信号的上升沿并且计数，将上升沿个数代入到现有转角估计数学模型中得到电机的转角值。

步骤s16：can通信模块3连接一个工控机，控制器6利用can通信模块3将转矩值、转速值一、转速值二、转角值的数据发送到工控机，所述工控机对所述转矩、转速、转角值的数据进行接收并且显示。