电流环带宽的拓展方法、装置、存储介质及伺服驱动器与流程
本发明属于伺服控制技术领域，具体涉及一种电流环带宽的拓展方法、装置、存储介质及伺服驱动器，尤其涉及一种基于fpga的电流环带宽拓展方法，特别是应用于伺服驱动器的一个基于fpga的电流环(即需要将电流环在fpga中实现)带宽拓展方法、与该方法对应的装置、具有该装置的伺服驱动器、存储有该方法对应的指令的计算机可读存储介质、以及能够执行该方法对应的指令的伺服驱动器。
背景技术
伺服驱动器，是用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，属于伺服系统的一部分，主要应用于高精度的定位系统；一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制，实现高精度的传动系统定位。伺服驱动器作为自动化领域的重要组成部分，是现代化机电装备的关键技术之一。
交流伺服系统由三个环路组成，由外而内分别为位置环、速度环、电流环，其中电流环作为整个系统的最内环，是伺服控制系统中提高控制精度和响应速度的关键。为了提高伺服系统的动态和静态性能，伺服系统的高电流环频响(即电流环带宽)一直是伺服驱动技术的重点和难点。
在交流伺服控制系统中，制约电流环带宽的因素主要包括pwm(即脉宽调制)开关频率和控制环路延时时长。pwm开关频率受功率器件性能的限制，提升空间不大，主要从控制环路延时时长上进行改进提高电流环的带宽。其控制环路延时时长的方式，主要由电流采样、pwm占空比更新两方面的延时组成，是由电流采样和pwm更新的方式和微处理器的性能决定。
传统伺服控制系统的电流环在dsp(即数字信号处理)处理器中执行。dsp处理器是串行执行的运行模式，导致电流环从电流采样到pwm占空比更新之间的时间较长，从而严重影响了电流环的带宽。
目前随着电子技术的发展，出现了基于硬件逻辑并行处理方式的fpga。其中，fpga(field－programmablegatearray)，即现场可编程门阵列，它是在pal(可编程阵列逻辑器件)、gal(可编程通用逻辑器件)、cpld(复杂可编程逻辑器件)等可编程器件的基础上进一步发展的产物。专利申请号为201610389923x的专利文献提出了一种基于fpga的电流环控制系统和伺服装置，大大缩短了电流环的控制时间，但是此方案只对fpga中电流环简要介绍了电流环的几个组成模块。
下面对所有用到的参数整理如下表：
下面考虑将电流环移植到fpga后，即基于fpga的电流环控制方式的基础上，延时对电流环带宽的影响。考虑到数字化实现过程中逆变器死区时间、电流环响应时间、电流采样时间、各种滤波环节、控制器计算处理时间等各种延时的影响，电流环控制框图如图7所示。
在上述基于fpag的电流环控制系统和伺服装置中，多次提到延时，但是不同场合下的延时是不一样的，比如有电流采样的延时、pwm占空比更新的延时、电流环的延时等。其中，电流环的延时是总的延时，包括电流采样的延时和pwm更新的延时。
其中，将小时间常数合并得到td＝ttd+tpwm，参见图7，得到电流环的开环传递函数为
按照零极点对消的方式设计控制器，即kps+ki＝k(r+ls)；其中，k是一个纯比例系数。此时的电流闭环函数变为
按照二阶系统的标准方程
由上述公式可以看出，考虑系统延时后的电流环开环截止频率ωc和闭环带宽ωcb分别为：
可见，电流环延时时长td为时间常数，该时间常数与标幺系数ωc成反比例关系，电流环延时时长td的大小直接影响到系统的动态响应能力，可以调高电流环截止频率，拓展频带宽度，提高电流环的快速性，进而改善交流伺服系统速度环和位置环的动态响应。
下面将pwm波开关的时间忽略掉。对电压型pwm逆变器的延时与采样和更新次数的理论关系整理如下。
如果更新周期设定为n，则延时可以表示为
对于上述数字系统总的延迟时间可以表示为td＝ttd+tpwm，写成公式可以表示为：
由上述公式可以看出，数字系统的延时时间主要受到采样更新方式以及开关频率的影响。因此为了提高电流环频响，需要从提升电流环的采样方法以及提高开关频率两个方面开展相关工作，提升电机系统的电流环带宽。
目前传统的提升电机系统的电流环带宽的方式为：一个载波周期内双次电流采样和双次pwm占空比更新(即dsdu，doublesampledoubleupdate，双采样双更新，伺服行业的用语)的方法降低采样过程产生的延时时长，即如下图8所示的电流采样和pwm更新方式，在第k个周期开始时刻ktc，进行该周期内第1次电流采样i1(k)并进行电流调节器运算，同时更新为前次占空比输出信号d1(k)；在载波周期中点(k+0.5)tc时刻，进行第2次电流采样并进行电流调节器运算，同时把占空比输出信号更新为第1次电流采样时电流调节器运算得到的d2(k)。其中，d1(k)、d2(k)都是占空比的大小，是一个百分比的数值。
在下一个载波周期开始时刻(k+1)tc，重复进行上述电流采样和占空比更新过程。在这种方式的电流采样时刻既发生在三角载波的波峰(即定时器周期值)处，又发生在波谷(即定时器下溢值)处，在实现上存在不易操作，其延时时间为：
ttd＝0.5tc
tpwm＝0.25tc
td＝ttd+tpwm＝0.75tc。
另外，在专利申请号为2016111631571的专利文献中，提供了一种永磁交流伺服系统电流环带宽扩展方法。该方法，在已有电流采样和pwm更新技术的基础上提出了通过微处理器的计算时间tcal和零电压矢量的作用时间阈值tlim的关系，选择第一种即时更新pwm或者第二种双电流采样双次更新pwm的方式。此方式在具体实现上较难操作，并且如果在一个载波周期的开始计算完后属于第一种即时更新的情况，在下一个进行即时更新的时候需要第二种更新方式时，但是第二种更新方式对采样点和更新时刻是在载波的波峰或者波谷才能进行，故此种处理方式在实现上存在不易操作的缺点。
技术实现要素：
本发明的目的在于，针对上述缺陷，提供一种电流环带宽的拓展方法、装置、存储介质及伺服驱动器，以解决现有技术中提升电机系统的电流环带宽的方式中确定根据微处理器的计算时间和零矢量的作用时间阈值的关系确定是执行双电流采样双pwm占空比更新方式还是执行即时电流采样即时pwm占空比更新方式，而且由于电流采样时刻既发生在三角载波的波峰处又发生在波谷处导致两种方式切换时操作难度大的问题，达到降低操作难度的效果。
本发明提供一种电流环带宽的拓展方法，包括：在所述电流环所属伺服驱动器的每个载波周期内，平均分布n个加载点，以得到每个载波周期内以波谷为零点时刻的第1加载时刻至第n加载时刻；其中，n为大于或等于4的偶数；对所述电流环的电流进行n次电流采样或实时电流采样，并在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新。
可选地，对所述电流环的电流进行n次电流采样，并在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新，包括：在每个载波周期中的当前载波周期执行以下过程：
在当前载波周期的零点时刻，进行所述当前载波周期内的第1次电流采样，同时进行所述当前载波周期的前一载波周期内的第n次更新；在所述当前载波周期的第m加载时刻，进行所述当前载波周期内的第m+1次电流采样，同时进行所述当前载波周期内的第m次更新；其中，m为大于或等于1、且小于n的自然数。
可选地，对所述电流环的电流进行n次电流采样，并在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新，还包括：以此类推，在所述当前载波周期的后一载波周期，继续执行对所述电流环的电流进行n次电流采样、并在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新的过程。
可选地，其中，进行所述当前载波周期内的第1次电流采样、或进行所述当前载波周期内的第m+1次电流采样，包括：在所述当前载波周期内对所述电流环的电流进行当前第l次电流采样；其中，l为1，或为m+1；基于所述当前第l次电流采样所得当前第l电流，进行当前第l次电流调节器运算，得到所述电流环的当前第l占空比；和/或，进行所述当前载波周期的前一载波周期内的第n次更新，包括：将所述当前载波周期内的零点时刻的所述电流环的pwm占空比，更新为基于所述前一载波周期内的第n加载时刻的前一第n次电流采样所确定的前一第n占空比；或者，进行所述当前载波周期内的第m次更新，包括：将所述当前载波周期内的第m加载时刻的所述电流环的pwm占空比，更新为基于所述当前载波周期内的零点时刻或第1加载时刻至第m加载时刻中相应时刻的当前第m次电流采样所确定的当前第m占空比。
可选地，对所述电流环的电流进行实时电流采样，并在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新，包括：在每个载波周期执行以下过程：
在每个载波周期的零点时刻，实时进行每个载波周期内的电流采样；在所述每个载波周期的自零点时刻提前设定时长处的第1采样时刻记录所述每个载波周期内的第1次电流采样；其中，所述设定时长，为设定的电流采样周期与设定的占空比计算周期之和；基于所述第1次电流采样所得第一电流进行第1次电流调节器运算，得到所述电流环的第一占空比；将所述每个载波周期内的零点时刻的所述电流环的pwm占空比，更新为基于所述每个载波周期内的第1次电流采样所确定的第一占空比，以实现对所述每个载波周期内所述电流环的pwm占空比的第1次更新。
可选地，对所述电流环的电流进行实时电流采样，并在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新，还包括：依次类推，在所述每个载波周期的自第m加载时刻提前所述设定时长处的第m+1采样时刻记录所述每个载波周期内的第m+1次电流采样；其中，m为大于或等于1、且小于n的自然数；基于所述第m+1次电流采样所得第二电流进行第m+1次电流调节器运算，得到所述电流环的第m+1占空比；将所述每个载波周期内的第m加载时刻的所述电流环的pwm占空比，更新为基于所述每个载波周期内的第m+1次电流采样所确定的第m+1占空比，以实现对所述每个载波周期内所述电流环的pwm占空比的第m+1次更新。
可选地，其中，对所述电流环的电流进行n次电流采样或实时电流采样，包括：采用设定精度设定速率逐次逼近的电流采样芯片、σ-δ型转换芯片中的至少之一，对所述电流环的电流进行n次电流采样中的至少一次电流采样、或对所述电流环的电流进行实时电流采样；其中，采用所述σ-δ型转换芯片进行至少一次电流采样或实时电流采样时，至少需要确定所述σ-δ型转换芯片的主频和抽取率；和/或，按设定的电流采样周期，对所述电流环的电流进行n次电流采样中的至少一次电流采样、或对所述电流环的电流进行实时电流采样；其中，当采用σ-δ型转换芯片进行至少一次电流采样或实时电流采样时，所述电流采样周期，用于根据所述σ-δ型转换芯片的主频和抽取率进行确定；和/或，对所述电流环的电流进行n次电流采样或实时电流采样的电流采样方式、和/或对所述电流环的电流进行n次电流采样的电流采样次数、和/或在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新的更新次数，用于根据所述伺服驱动器的类型、以及对所述电流环带宽的设定控制精度中的至少之一进行确定；其中，所述伺服驱动器的类型，包括：基于fpga的伺服驱动器或基于dsp的伺服驱动器。
与上述方法相匹配，本发明另一方面提供一种电流环带宽的拓展装置，包括：加载点分布单元，用于在所述电流环所属伺服驱动器的每个载波周期内，平均分布n个加载点，以得到每个载波周期内以波谷为零点时刻的第1加载时刻至第n加载时刻；其中，n为大于或等于4的偶数；占空比控制单元，用于对所述电流环的电流进行n次电流采样或实时电流采样，并在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新。
可选地，所述占空比控制单元对所述电流环的电流进行n次电流采样，并在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新，包括：在每个载波周期中的当前载波周期执行以下过程：
在当前载波周期的零点时刻，进行所述当前载波周期内的第1次电流采样，同时进行所述当前载波周期的前一载波周期内的第n次更新；在所述当前载波周期的第m加载时刻，进行所述当前载波周期内的第m+1次电流采样，同时进行所述当前载波周期内的第m次更新；其中，m为大于或等于1、且小于n的自然数。
可选地，所述占空比控制单元对所述电流环的电流进行n次电流采样，并在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新，还包括：以此类推，在所述当前载波周期的后一载波周期，继续执行对所述电流环的电流进行n次电流采样、并在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新的过程。
可选地，其中，所述占空比控制单元进行所述当前载波周期内的第1次电流采样、或进行所述当前载波周期内的第m+1次电流采样，包括：在所述当前载波周期内对所述电流环的电流进行当前第l次电流采样；其中，l为1，或为m+1；基于所述当前第l次电流采样所得当前第l电流，进行当前第l次电流调节器运算，得到所述电流环的当前第l占空比；和/或，所述占空比控制单元进行所述当前载波周期的前一载波周期内的第n次更新，包括：将所述当前载波周期内的零点时刻的所述电流环的pwm占空比，更新为基于所述前一载波周期内的第n加载时刻的前一第n次电流采样所确定的前一第n占空比；或者，所述占空比控制单元进行所述当前载波周期内的第m次更新，包括：将所述当前载波周期内的第m加载时刻的所述电流环的pwm占空比，更新为基于所述当前载波周期内的零点时刻或第1加载时刻至第m加载时刻中相应时刻的当前第m次电流采样所确定的当前第m占空比。
可选地，所述占空比控制单元对所述电流环的电流进行实时电流采样，并在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新，包括：在每个载波周期执行以下过程：
在每个载波周期的零点时刻，实时进行每个载波周期内的电流采样；在所述每个载波周期的自零点时刻提前设定时长处的第1采样时刻记录所述每个载波周期内的第1次电流采样；其中，所述设定时长，为设定的电流采样周期与设定的占空比计算周期之和；基于所述第1次电流采样所得第一电流进行第1次电流调节器运算，得到所述电流环的第一占空比；将所述每个载波周期内的零点时刻的所述电流环的pwm占空比，更新为基于所述每个载波周期内的第1次电流采样所确定的第一占空比，以实现对所述每个载波周期内所述电流环的pwm占空比的第1次更新。
可选地，所述占空比控制单元对所述电流环的电流进行实时电流采样，并在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新，还包括：依次类推，在所述每个载波周期的自第m加载时刻提前所述设定时长处的第m+1采样时刻记录所述每个载波周期内的第m+1次电流采样；其中，m为大于或等于1、且小于n的自然数；基于所述第m+1次电流采样所得第二电流进行第m+1次电流调节器运算，得到所述电流环的第m+1占空比；将所述每个载波周期内的第m加载时刻的所述电流环的pwm占空比，更新为基于所述每个载波周期内的第m+1次电流采样所确定的第m+1占空比，以实现对所述每个载波周期内所述电流环的pwm占空比的第m+1次更新。
可选地，其中，所述占空比控制单元对所述电流环的电流进行n次电流采样或实时电流采样，包括：采用设定精度设定速率逐次逼近的电流采样芯片、σ-δ型转换芯片中的至少之一，对所述电流环的电流进行n次电流采样中的至少一次电流采样、或对所述电流环的电流进行实时电流采样；其中，采用所述σ-δ型转换芯片进行至少一次电流采样或实时电流采样时，至少需要确定所述σ-δ型转换芯片的主频和抽取率；和/或，按设定的电流采样周期，对所述电流环的电流进行n次电流采样中的至少一次电流采样、或对所述电流环的电流进行实时电流采样；其中，当采用σ-δ型转换芯片进行至少一次电流采样或实时电流采样时，所述电流采样周期，用于根据所述σ-δ型转换芯片的主频和抽取率进行确定；和/或，对所述电流环的电流进行n次电流采样或实时电流采样的电流采样方式、和/或对所述电流环的电流进行n次电流采样的电流采样次数、和/或在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新的更新次数，用于根据所述伺服驱动器的类型、以及对所述电流环带宽的设定控制精度中的至少之一进行确定；其中，所述伺服驱动器的类型，包括：基于fpga的伺服驱动器或基于dsp的伺服驱动器。
与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种伺服驱动器，包括：以上所述的电流环带宽的拓展装置。
与上述方法相匹配，本发明再一方面提供一种存储介质，包括：所述存储介质中存储有多条指令；所述多条指令，用于由处理器加载并执行以上所述的电流环带宽的拓展方法。
与上述方法相匹配，本发明再一方面提供一种伺服驱动器，包括：处理器，用于执行多条指令；存储器，用于存储多条指令；其中，所述多条指令，用于由所述存储器存储，并由所述处理器加载并执行以上所述的电流环带宽的拓展方法。
本发明的方案，通过将从电流采样和pwm占空比更新方面减小电流环的延时时长，可以提高电流环的带宽，且操作方便，控制效率高。
进一步，本发明的方案，通过从电流采样和pwm占空比更新方面减小电流环的延时时长，实现基于dsp或fpga的电流环带宽拓展，可以提升电流环带宽的控制精度，且控制方式简便、成本低。
进一步，本发明的方案，通过采用fpga实现电流环带宽控制，可以提高电流环计算速率；通过电流采样、pwm更新方式将大大减小电流环的计算时间，提高电流环的响应速率，最终从计算时间和电流采样、pwm更新方式两方面减小交流伺服系统电流环的延时时长，提高电流环的带宽。
进一步，本发明的方案，通过采样采用σ-δ型转换芯片进行电流采样实现电流的快速采样，基于fpga的并行处理，实现电流环的快速处理，有利于提高采样效率和计算效率，进而提高对电流环带宽的控制效率。
进一步，本发明的方案，通过根据电流环带宽的应用场合及精度要求和硬件的支持范围，确定采用四次以上的偶数次电流采样四次以上的偶数次pwm占空比更新的方式或实时电流采样四次以上的偶数次pwm占空比更新的方式，以及确定具体的次数，有利于更精准、更高效地控制电流环带宽，且操作方式简便、可靠性高。
由此，本发明的方案，通过不需要根据微处理器的计算时间和零矢量的作用时间阈值的关系确定电流采样及pwm占空比更新的方式，而直接执行四次以上的偶数次电流采样四次以上的偶数次pwm占空比更新的方式或实时电流采样四次以上的偶数次pwm占空比更新的方式，解决现有技术中由于电流采样时刻既发生在三角载波的波峰处又发生在波谷处导致双电流采样双pwm占空比更新方式与即时电流采样即时pwm占空比更新方式切换时操作难度大的问题，从而，克服现有技术中操作难度大、控制精度低和控制效率差的缺陷，实现操作难度小、控制精度高和控制效率好的有益效果。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的电流环带宽的拓展方法的一实施例的流程示意图；
图2为本发明的方法中n次电流采样n次更新的一实施例的流程示意图；
图3为本发明的方法中进行当前载波周期内第1次电流采样或第m+1次电流采样的一实施例的流程示意图；
图4为本发明的方法中实时电流采样n次更新中第1次更新的一实施例的流程示意图；
图5为本发明的方法中实时电流采样n次更新中第m+1次更新的一实施例的流程示意图；
图6为本发明的电流环带宽的拓展装置的一实施例的结构示意图；
图7为基于fpga的伺服驱动器的一实施例的电流环的控制框图；
图8为基于fpga的伺服驱动器的一实施例的双采样双更新(例如：双次电流采样双次pwm占空比更新)的曲线图；
图9为本发明的伺服驱动器中基于fpga的伺服驱动器的一实施例的四采样四更新(例如：四次电流采样四次pwm占空比更新)的曲线图；
图10为本发明的伺服驱动器中基于fpga的伺服驱动器的一实施例的实时采样四更新(例如：实时电流采样四次pwm占空比更新)的曲线图。
结合附图，本发明实施例中附图标记如下：
102-加载点分布单元；104-占空比控制单元。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、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。
根据本发明的实施例，提供了一种电流环带宽的拓展方法，如图1所示本发明的方法的一实施例的流程示意图。该电流环带宽的拓展方法可以包括：
在步骤s110处，在所述电流环所属伺服驱动器的每个载波周期内，平均分布n个加载点(例如：n个pwm占空比更新的加载点)，以得到每个载波周期内以波谷为零点时刻的第1加载时刻至第n加载时刻。其中，n为大于或等于4的偶数。
例如：将载波周期平均分布四个pwm占空比更新的加载点。载波周期为tc；在一个载波周期内以波谷为零点，则四个加载点的时间分别为：
在步骤s120处，自当前载波周期的零点时刻开始，对所述电流环的电流进行n次电流采样或实时电流采样，并在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新，以实现在所述当前载波周期内对所述电流环的n次电流采样n次pwm占空比更新或实时电流采样n次pwm占空比更新。例如：自当前载波周期的零点时刻开始，进行n次电流采样或实时电流采样；基于所述n次电流采样或所述实时电流采样所确定的相应占空比，在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新，以实现在所述当前载波周期中对所述电流环的pwm占空比进行n次更新。
例如：通过采用fpga实现电流环，将大大提高电流环计算速率，电流采样、pwm更新方式将大大减小电流环的计算时间，提高电流环的响应速率；最终实现从计算时间(即电流环的控制参数的计算时间，比如占空比的计算时间等)和电流采样、pwm更新方式两方面减小交流伺服系统电流环的延时时长，提高电流环的带宽。
由此，通过将电流环所属伺服驱动器的每个载波周期平均分成n个加载时刻，对所述电流环的电流进行n次电流采样或实时电流采样，并在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新，可以减小电流环控制的延时时间，增大电流环带宽，且控制方式简便、控制效果高。
可选地，步骤s120中对所述电流环的电流进行n次电流采样或实时电流采样的电流采样方式、和/或对所述电流环的电流进行n次电流采样的电流采样次数、和/或在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新的更新次数，可以用于根据所述伺服驱动器的类型、以及对所述电流环带宽的设定控制精度中的至少之一进行确定。
其中，所述伺服驱动器的类型，可以包括：基于fpga的伺服驱动器或基于dsp的伺服驱动器。
由此，通过基于电流环所在伺服驱动器的类型和对电流环带宽的精度需求等确定电流采样方式及pwm占空比更新次数，可以更精准、更安全地控制电流环带宽，且成本低。
在一个可选例子中，可以结合图2所示本发明的方法中n次电流采样n次更新的一实施例的流程示意图，进一步说明步骤s120中对所述电流环的电流进行n次电流采样，并在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新的具体过程。在每个载波周期中的当前载波周期执行以下过程：
步骤s210，在当前载波周期的零点时刻，进行所述当前载波周期内的第1次电流采样，同时进行所述当前载波周期的前一载波周期内的第n次更新。例如：在当前载波周期的零点时刻，执行在所述当前载波周期内对所述电流环的电流的第1次电流采样，同时执行在所述当前载波周期的前一载波周期内的第n加载时刻对所述电流环的pwm占空比的更新。
步骤s220，在所述当前载波周期的第m加载时刻，进行所述当前载波周期内的第m+1次电流采样，同时进行所述当前载波周期内的第m次更新。其中，m为大于或等于1、且小于n的自然数。例如：在所述当前载波周期的第1加载时刻，进行所述当前载波周期内的第2次电流采样，同时进行所述当前载波周期内的第1次更新，依此类推。
由此，通过在当前载波周期的零点时刻进行当前载波周期内的第1次电流采样同时进行前一载波周期内的第n次更新，在当前载波周期的第m加载时刻进行当前载波周期内的第m+1次电流采样同时进行当前载波周期内的第m次更新，可以实现n次电流采样n次pwm占空比更新，操作方式简便，对电流环延时时长的减小力度大、控制精度高。
可选地，可以结合图3所示本发明的方法中进行当前载波周期内第1次电流采样或第m+1次电流采样的一实施例的流程示意图，进一步说明步骤s210中进行所述当前载波周期内的第1次电流采样、或步骤s220中进行所述当前载波周期内的第m+1次电流采样的具体过程。
步骤s310，在所述当前载波周期内对所述电流环的电流进行当前第l次电流采样。其中，l为1，或为m+1。
步骤s320，基于所述当前第l次电流采样所得当前第l电流，进行当前第l次电流调节器运算，得到所述电流环的当前第l占空比。
例如：进行所述当前载波周期内的第1次电流采样，可以包括：在所述当前载波周期内对所述电流环的电流进行当前第1次电流采样；基于所述当前第1次电流采样所得当前第一电流进行当前第1次电流调节器运算，得到所述电流环的当前第一占空比。
又如：进行所述当前载波周期内的第m+1次电流采样，可以包括：在所述当前载波周期内对所述电流环的电流进行当前第m+1次电流采样；基于所述当前第m+1次电流采样所得当前第m+1电流，进行当前第l次电流调节器运算，得到所述电流环的当前第m+1占空比。
其中，电流调节器是一种调节电路电流的电子设备，电流调节部级线圈之间增加一个活动铁芯作为磁分路分的称呼不同，前者称为电流调节器，以增加电抗。
例如：在第k个周期开始时刻ktc，进行该周期内第1次电流采样i1(k)并进行电流调节器运算(即电流环的控制参数的计算，比如电流环的占空比的计算等)，同时更新上周期第4次电流采样后电流调节器元算得到的占空比输出信号；在载波周期中的第一个加载点即
以此类推，在载波周期中第二个加载点即
由此，通过基于采样得到的电流进行电流调节器运算，确定基于采样得到的电流对应的pwm占空比，确定方式简便、确定结果可靠。
可选地，步骤s210中进行所述当前载波周期的前一载波周期内的第n次更新，可以包括：将所述当前载波周期内的零点时刻的所述电流环的pwm占空比，更新为基于所述前一载波周期内的第n加载时刻的前一第n次电流采样所确定的前一第n占空比。
例如：进行所述当前载波周期的前一载波周期内的第n次更新，可以包括：基于所述前一载波周期内的第n次电流采样所得前一第一电流进行前一第n次电流调节器运算，得到所述电流环的前一第n占空比；将所述当前载波周期内的零点时刻的所述电流环的pwm占空比，更新为所述前一载波周期内的第n加载时刻的第n次电流采样所确定的前一第n占空比。比如：根据所述前一第n占空比，在所述当前载波周期内的零点时刻，对所述前一载波周期内第n加载时刻时所述电流环的pwm占空比进行更新。又如：在所述当前载波周期内的零点时刻即所述前一载波周期内的第n加载时刻对所述电流环的pwm占空比进行更新。
或者，步骤s220中进行所述当前载波周期内的第m次更新，可以包括：将所述当前载波周期内的第m加载时刻的所述电流环的pwm占空比，更新为基于所述当前载波周期内的零点时刻或第1加载时刻至第m加载时刻中相应时刻的当前第m次电流采样所确定的当前第m占空比。
例如：基于所述当前载波周期内的当前第m次电流采样所得当前第m电流进行当前第m次电流调节器运算，得到所述电流环的当前第m占空比；将所述当前载波周期内的第m时刻的所述电流环的pwm占空比，更新为基于所述当前载波周期内的当前第m次电流采样所确定的当前第m占空比。
由此，通过依次类推地根据基于前次电流采样确定的pwm占空比进行当次更新，可以可靠且精准地控制电流环带宽，而且操作方式简便。
在一个进一步可选例子中，步骤s120中对所述电流环的电流进行n次电流采样，并在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新，还可以包括：以此类推，在所述当前载波周期的后一载波周期，继续执行对所述电流环的电流进行n次电流采样、并在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新的过程。
例如：在下一个载波周期开始时刻(k+1)tc，重复进行上述电流采样和占空比更新过程。
由此，通过依次类推地在当前载波周期的后一载波周期继续执行n次电流采样n次更新，不需要对多种处理方式进行选择和切换，操作方式更加简便，操作效率和效果也可以得到保证。
在一个可选例子中，步骤s120中对所述电流环的电流进行实时电流采样，并在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新，可以包括：实时电流采样n次更新中第1次更新。
下面结合图4所示本发明的方法中实时电流采样n次更新中第1次更新的一实施例的流程示意图，进一步说明步骤s120中实时电流采样n次更新中第1次更新的具体过程。在每个载波周期执行以下过程：
步骤s410，在每个载波周期的零点时刻，实时进行每个载波周期内的电流采样。
可选地，步骤s410中对所述电流环的电流进行n次电流采样或实时电流采样，可以包括：采用设定精度设定速率逐次逼近的电流采样芯片、σ-δ型转换芯片中的至少之一，对所述电流环的电流进行n次电流采样中的至少一次电流采样、或对所述电流环的电流进行实时电流采样。
其中，采用所述σ-δ型转换芯片进行至少一次电流采样或实时电流采样时，至少需要确定所述σ-δ型转换芯片的主频和抽取率。
例如：采样采用σ-δ型转换芯片进行电流采样实现电流的快速采样，基于fpga的并行处理，实现电流环的快速处理。电流采样方法：σ-δ型转换芯片需要确定的主要参数有主频和抽取率。
例如：电流采样方法可由高精度高速逐次逼近的电流采样芯片替代。
由此，通过采用电流采样芯片、σ-δ型转换芯片等进行电流采样，采样方式简便，且采样精准性好。
步骤s420，在所述每个载波周期的自零点时刻提前设定时长处的第1采样时刻记录所述每个载波周期内的第1次电流采样。其中，所述设定时长，为设定的电流采样周期与设定的占空比计算周期之和。
例如：根据四个加载点的位置和电流环的执行时间，对每个加载点的前1.5μs开始执行电流环(即计算占空比)，将电流调节器运算得到的占空比在最近的加载点(例如：1.5μs后的加载点)进行更新，此电流环所用的采样电流为加载点的前3.5μs采样的电流。
可选地，可以按设定的电流采样周期，对所述电流环的电流进行n次电流采样中的至少一次电流采样、或对所述电流环的电流进行实时电流采样。
其中，当采用σ-δ型转换芯片进行至少一次电流采样或实时电流采样时，所述电流采样周期，可以用于根据所述σ-δ型转换芯片的主频和抽取率进行确定。
例如：电流采样周期(或电流采样时间)的关系为：
由此，通过按设定的电流采样周期进行电流采样，可以保证采样可靠性和精准性。
步骤s430，基于所述第1次电流采样所得第一电流进行第1次电流调节器运算，得到所述电流环的第一占空比。
步骤s440，将所述每个载波周期内的零点时刻的所述电流环的pwm占空比，更新为基于所述每个载波周期内的第1次电流采样所确定的第一占空比，以实现对所述每个载波周期内所述电流环的pwm占空比的第1次更新。
例如：在第k个周期开始时刻ktc，实时进行电流采样，经过(ktc-3.5μs)记录该周期内第1次电流采样i1(k)并进行电流调节器运算，并于ktc时刻更新此占空比输出信号。
由此，通过实时进行电流采样并基于零点时刻之前设定时长处的采样电流确定pwm占空比，并根据基于零点时刻之前设定时长处的采样电流确定的pwm占空比在零点时刻进行第1次更新，更新及时性好，对电流环带宽控制的精准性好，且操作方式简便。
在一个进一步可选例子中，步骤s120中对所述电流环的电流进行实时电流采样，并在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新，还可以包括：实时电流采样n次更新中第m+1次更新。
下面结合图5所示本发明的方法中实时电流采样n次更新中第m+1次更新的一实施例的流程示意图，进一步说明步骤s120中实时电流采样n次更新中第m+1次更新的具体过程。
步骤s510，依次类推，在所述每个载波周期的自第m加载时刻提前所述设定时长处的第m+1采样时刻记录所述每个载波周期内的第m+1次电流采样。其中，m为大于或等于1、且小于n的自然数。
步骤s520，基于所述第m+1次电流采样所得第二电流进行第m+1次电流调节器运算，得到所述电流环的第m+1占空比。
步骤s530，将所述每个载波周期内的第m加载时刻的所述电流环的pwm占空比，更新为基于所述每个载波周期内的第m+1次电流采样所确定的第m+1占空比，以实现对所述每个载波周期内所述电流环的pwm占空比的第m+1次更新。
例如：在所述每个载波周期的自第1加载时刻提前所述设定时长处的第2采样时刻记录所述每个载波周期内的第2次电流采样。基于所述第2次电流采样所得第二电流进行第2次电流调节器运算，得到所述电流环的第二占空比。将所述每个载波周期内的第2加载时刻的所述电流环的pwm占空比，更新为基于所述每个载波周期内的第2次电流采样所确定的第m占空比。
例如：依次类推，分别在本周期内记录
由此，通过依次类推地根据基于第1至m加载时刻之前设定时长处的采样电流确定的pwm占空比在第m加载时刻进行第m+1次更新，操作方式简便，且更新效率高、更新效果好。
经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，通过将从电流采样和pwm占空比更新方面减小电流环的延时时长，可以提高电流环的带宽，且操作方便，控制效率高。
根据本发明的实施例，还提供了对应于电流环带宽的拓展方法的一种电流环带宽的拓展装置。参见图6所示本发明的装置的一实施例的结构示意图。该电流环带宽的拓展装置可以包括：加载点分布单元102和占空比控制单元104。
在一个可选例子中，加载点分布单元102，可以用于在所述电流环所属伺服驱动器的每个载波周期内，平均分布n个加载点(例如：n个pwm占空比更新的加载点)，以得到每个载波周期内以波谷为零点时刻的第1加载时刻至第n加载时刻。其中，n为大于或等于4的偶数。该加载点分布单元102的具体功能及处理参见步骤s110。
例如：将载波周期平均分布四个pwm占空比更新的加载点。载波周期为tc；在一个载波周期内以波谷为零点，则四个加载点的时间分别为：
在一个可选例子中，占空比控制单元104，可以用于自当前载波周期的零点时刻开始，对所述电流环的电流进行n次电流采样或实时电流采样，并在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新，以实现在所述当前载波周期内对所述电流环的n次电流采样n次pwm占空比更新或实时电流采样n次pwm占空比更新。该占空比控制单元104的具体功能及处理参见步骤s120。例如：自当前载波周期的零点时刻开始，进行n次电流采样或实时电流采样；基于所述n次电流采样或所述实时电流采样所确定的相应占空比，在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新，以实现在所述当前载波周期中对所述电流环的pwm占空比进行n次更新。
例如：通过采用fpga实现电流环，将大大提高电流环计算速率，电流采样、pwm更新方式将大大减小电流环的计算时间，提高电流环的响应速率；最终实现从计算时间(即电流环的控制参数的计算时间，比如占空比的计算时间等)和电流采样、pwm更新方式两方面减小交流伺服系统电流环的延时时长，提高电流环的带宽。
由此，通过将电流环所属伺服驱动器的每个载波周期平均分成n个加载时刻，对所述电流环的电流进行n次电流采样或实时电流采样，并在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新，可以减小电流环控制的延时时间，增大电流环带宽，且控制方式简便、控制效果高。
可选地，所述占空比控制单元104对所述电流环的电流进行n次电流采样或实时电流采样的电流采样方式、和/或对所述电流环的电流进行n次电流采样的电流采样次数、和/或在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新的更新次数，可以用于根据所述伺服驱动器的类型、以及对所述电流环带宽的设定控制精度中的至少之一进行确定。
其中，所述伺服驱动器的类型，可以包括：基于fpga的伺服驱动器或基于dsp的伺服驱动器。
由此，通过基于电流环所在伺服驱动器的类型和对电流环带宽的精度需求等确定电流采样方式及pwm占空比更新次数，可以更精准、更安全地控制电流环带宽，且成本低。
可选地，所述占空比控制单元104对所述电流环的电流进行n次电流采样，并在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新，可以包括：在每个载波周期中的当前载波周期执行以下过程：
所述占空比控制单元104，还可以用于在当前载波周期的零点时刻，进行所述当前载波周期内的第1次电流采样，同时进行所述当前载波周期的前一载波周期内的第n次更新。该占空比控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s210。例如：在当前载波周期的零点时刻，执行在所述当前载波周期内对所述电流环的电流的第1次电流采样，同时执行在所述当前载波周期的前一载波周期内的第n加载时刻对所述电流环的pwm占空比的更新。
所述占空比控制单元104，还可以用于在所述当前载波周期的第m加载时刻，进行所述当前载波周期内的第m+1次电流采样，同时进行所述当前载波周期内的第m次更新。其中，m为大于或等于1、且小于n的自然数。该占空比控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s220。例如：在所述当前载波周期的第1加载时刻，进行所述当前载波周期内的第2次电流采样，同时进行所述当前载波周期内的第1次更新，依此类推。
由此，通过在当前载波周期的零点时刻进行当前载波周期内的第1次电流采样同时进行前一载波周期内的第n次更新，在当前载波周期的第m加载时刻进行当前载波周期内的第m+1次电流采样同时进行当前载波周期内的第m次更新，可以实现n次电流采样n次pwm占空比更新，操作方式简便，对电流环延时时长的减小力度大、控制精度高。
更可选地，所述占空比控制单元104进行所述当前载波周期内的第1次电流采样、或进行所述当前载波周期内的第m+1次电流采样，可以包括：
所述占空比控制单元104，还可以用于在所述当前载波周期内对所述电流环的电流进行当前第l次电流采样。其中，l为1，或为m+1。该占空比控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s310。
所述占空比控制单元104，还可以用于基于所述当前第l次电流采样所得当前第l电流，进行当前第l次电流调节器运算，得到所述电流环的当前第l占空比。该占空比控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s320。
例如：进行所述当前载波周期内的第1次电流采样，可以包括：在所述当前载波周期内对所述电流环的电流进行当前第1次电流采样；基于所述当前第1次电流采样所得当前第一电流进行当前第1次电流调节器运算，得到所述电流环的当前第一占空比。
又如：进行所述当前载波周期内的第m+1次电流采样，可以包括：在所述当前载波周期内对所述电流环的电流进行当前第m+1次电流采样；基于所述当前第m+1次电流采样所得当前第m+1电流，进行当前第l次电流调节器运算，得到所述电流环的当前第m+1占空比。
其中，电流调节器是一种调节电路电流的电子设备，电流调节部级线圈之间增加一个活动铁芯作为磁分路分的称呼不同，前者称为电流调节器，以增加电抗。
例如：在第k个周期开始时刻ktc，进行该周期内第1次电流采样i1(k)并进行电流调节器运算(即电流环的控制参数的计算，比如电流环的占空比的计算等)，同时更新上周期第4次电流采样后电流调节器元算得到的占空比输出信号；在载波周期中的第一个加载点即
以此类推，在载波周期中第二个加载点即
由此，通过基于采样得到的电流进行电流调节器运算，确定基于采样得到的电流对应的pwm占空比，确定方式简便、确定结果可靠。
更可选地，所述占空比控制单元104进行所述当前载波周期的前一载波周期内的第n次更新，可以包括：将所述当前载波周期内的零点时刻的所述电流环的pwm占空比，更新为基于所述前一载波周期内的第n加载时刻的前一第n次电流采样所确定的前一第n占空比。
例如：进行所述当前载波周期的前一载波周期内的第n次更新，可以包括：基于所述前一载波周期内的第n次电流采样所得前一第一电流进行前一第n次电流调节器运算，得到所述电流环的前一第n占空比；将所述当前载波周期内的零点时刻的所述电流环的pwm占空比，更新为所述前一载波周期内的第n加载时刻的第n次电流采样所确定的前一第n占空比。比如：根据所述前一第n占空比，在所述当前载波周期内的零点时刻，对所述前一载波周期内第n加载时刻时所述电流环的pwm占空比进行更新。又如：在所述当前载波周期内的零点时刻即所述前一载波周期内的第n加载时刻对所述电流环的pwm占空比进行更新。
或者，所述占空比控制单元104进行所述当前载波周期内的第m次更新，可以包括：将所述当前载波周期内的第m加载时刻的所述电流环的pwm占空比，更新为基于所述当前载波周期内的零点时刻或第1加载时刻至第m加载时刻中相应时刻的当前第m次电流采样所确定的当前第m占空比。
例如：基于所述当前载波周期内的当前第m次电流采样所得当前第m电流进行当前第m次电流调节器运算，得到所述电流环的当前第m占空比；将所述当前载波周期内的第m时刻的所述电流环的pwm占空比，更新为基于所述当前载波周期内的当前第m次电流采样所确定的当前第m占空比。
由此，通过依次类推地根据基于前次电流采样确定的pwm占空比进行当次更新，可以可靠且精准地控制电流环带宽，而且操作方式简便。
进一步可选地，所述占空比控制单元104对所述电流环的电流进行n次电流采样，并在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新，还可以包括：以此类推，在所述当前载波周期的后一载波周期，继续执行对所述电流环的电流进行n次电流采样、并在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新的过程。
例如：在下一个载波周期开始时刻(k+1)tc，重复进行上述电流采样和占空比更新过程。
由此，通过依次类推地在当前载波周期的后一载波周期继续执行n次电流采样n次更新，不需要对多种处理方式进行选择和切换，操作方式更加简便，操作效率和效果也可以得到保证。
可选地，所述占空比控制单元104对所述电流环的电流进行实时电流采样，并在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新，可以包括：实时电流采样n次更新中第1次更新，具体如下：在每个载波周期执行以下过程：
所述占空比控制单元104，还可以用于在每个载波周期的零点时刻，实时进行每个载波周期内的电流采样。该占空比控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s410。
更可选地，所述占空比控制单元104对所述电流环的电流进行n次电流采样或实时电流采样，可以包括：采用设定精度设定速率逐次逼近的电流采样芯片、σ-δ型转换芯片中的至少之一，对所述电流环的电流进行n次电流采样中的至少一次电流采样、或对所述电流环的电流进行实时电流采样。
其中，采用所述σ-δ型转换芯片进行至少一次电流采样或实时电流采样时，至少需要确定所述σ-δ型转换芯片的主频和抽取率。
例如：采样采用σ-δ型转换芯片进行电流采样实现电流的快速采样，基于fpga的并行处理，实现电流环的快速处理。电流采样方法：σ-δ型转换芯片需要确定的主要参数有主频和抽取率。
例如：电流采样方法可由高精度高速逐次逼近的电流采样芯片替代。
由此，通过采用电流采样芯片、σ-δ型转换芯片等进行电流采样，采样方式简便，且采样精准性好。
所述占空比控制单元104，还可以用于在所述每个载波周期的自零点时刻提前设定时长处的第1采样时刻记录所述每个载波周期内的第1次电流采样。其中，所述设定时长，为设定的电流采样周期与设定的占空比计算周期之和。该占空比控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s420。
例如：根据四个加载点的位置和电流环的执行时间，对每个加载点的前1.5μs开始执行电流环(即计算占空比)，将电流调节器运算得到的占空比在最近的加载点(例如：1.5μs后的加载点)进行更新，此电流环所用的采样电流为加载点的前3.5μs采样的电流。
更可选地，可以按设定的电流采样周期，对所述电流环的电流进行n次电流采样中的至少一次电流采样、或对所述电流环的电流进行实时电流采样。
其中，当采用σ-δ型转换芯片进行至少一次电流采样或实时电流采样时，所述电流采样周期，可以用于根据所述σ-δ型转换芯片的主频和抽取率进行确定。
例如：电流采样周期(或电流采样时间)的关系为：
由此，通过按设定的电流采样周期进行电流采样，可以保证采样可靠性和精准性。
所述占空比控制单元104，还可以用于基于所述第1次电流采样所得第一电流进行第1次电流调节器运算，得到所述电流环的第一占空比。该占空比控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s430。
所述占空比控制单元104，还可以用于将所述每个载波周期内的零点时刻的所述电流环的pwm占空比，更新为基于所述每个载波周期内的第1次电流采样所确定的第一占空比，以实现对所述每个载波周期内所述电流环的pwm占空比的第1次更新。该占空比控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s440。
例如：在第k个周期开始时刻ktc，实时进行电流采样，经过(ktc-3.5μs)记录该周期内第1次电流采样i1(k)并进行电流调节器运算，并于ktc时刻更新此占空比输出信号。
由此，通过实时进行电流采样并基于零点时刻之前设定时长处的采样电流确定pwm占空比，并根据基于零点时刻之前设定时长处的采样电流确定的pwm占空比在零点时刻进行第1次更新，更新及时性好，对电流环带宽控制的精准性好，且操作方式简便。
进一步可选地，所述占空比控制单元104对所述电流环的电流进行实时电流采样，并在零点时刻和/或第1加载时刻至第n加载时刻中的相应时刻依次对所述电流环的pwm占空比进行n次更新，还可以包括：实时电流采样n次更新中第m+1次更新，具体如下：
所述占空比控制单元104，还可以用于依次类推，在所述每个载波周期的自第m加载时刻提前所述设定时长处的第m+1采样时刻记录所述每个载波周期内的第m+1次电流采样。其中，m为大于或等于1、且小于n的自然数。该占空比控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s510。
所述占空比控制单元104，还可以用于基于所述第m+1次电流采样所得第二电流进行第m+1次电流调节器运算，得到所述电流环的第m+1占空比。该占空比控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s520。
所述占空比控制单元104，还可以用于将所述每个载波周期内的第m加载时刻的所述电流环的pwm占空比，更新为基于所述每个载波周期内的第m+1次电流采样所确定的第m+1占空比，以实现对所述每个载波周期内所述电流环的pwm占空比的第m+1次更新。该占空比控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s530。
例如：在所述每个载波周期的自第1加载时刻提前所述设定时长处的第2采样时刻记录所述每个载波周期内的第2次电流采样。基于所述第2次电流采样所得第二电流进行第2次电流调节器运算，得到所述电流环的第二占空比。将所述每个载波周期内的第2加载时刻的所述电流环的pwm占空比，更新为基于所述每个载波周期内的第2次电流采样所确定的第m占空比。
例如：依次类推，分别在本周期内记录
由此，通过依次类推地根据基于第1至m加载时刻之前设定时长处的采样电流确定的pwm占空比在第m加载时刻进行第m+1次更新，操作方式简便，且更新效率高、更新效果好。
由于本实施例的装置所实现的处理及功能基本相应于前述图1至图5所示的方法的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过从电流采样和pwm占空比更新方面减小电流环的延时时长，实现基于dsp或fpga的电流环带宽拓展，可以提升电流环带宽的控制精度，且控制方式简便、成本低。
根据本发明的实施例，还提供了对应于电流环带宽的拓展装置的一种伺服驱动器。该伺服驱动器可以包括：以上所述的电流环带宽的拓展装置。
在一个可选实施方式中，本发明的方案，将从电流采样和pwm占空比更新方面减小电流环的延时时长，以提高电流环的带宽。
在一个可选例例子中，本发明的方案，在将电流环从串行执行的dsp移植到基于硬件逻辑并行处理的fpga的基础上，提出一种电流采样pwm波更新的方式：在采用σ-δ型转换芯片实现快速电流采样的基础上实现实时电流采样四pwm波更新的方式，具体可以包括以下几个方面：
1)采用快速的电流采样芯片和电流处理方法；
2)四电流采样四pwm更新方法的原理和具体实现；
3)实时电流采样四pwm更新方法的原理和具体实现；
4)基于fpga实现上述几个方面，可选地，基于fpga的实现可由基于dsp替代。例如：对于硬件上支持dsp的方案，可直接基于dsp进行电流环带宽拓展，而无需更换成基于fpga的硬件后进行基于fpga的电流环带宽拓展。而对于硬件上支持fpga的方案，可直接基于fpga进行电流环带宽拓展。
其中，本发明的方案，是从电流采样和更新方式上进行了改进，就是n采样n更新和实时采样n更新两种方式，n为偶数。
可见，本发明的方案，通过采用fpga实现电流环，将大大提高电流环计算速率，电流采样、pwm更新方式将大大减小电流环的计算时间，提高电流环的响应速率；最终实现从计算时间(即电流环的控制参数的计算时间，比如占空比的计算时间等)和电流采样、pwm更新方式两方面减小交流伺服系统电流环的延时时长，提高电流环的带宽。
在一个可选具体实施方式中，下面分别以四采样四更新和实时采样四更新进行详细说明，同时对此方法下的延时效果进行分析；最后对实时采样八更新方式下，运行转矩模式的响应波形进行说明。
(1)四采样四更新
四采样四更新，即一个载波周期内四次电流采样四次pwm占空比更新。四采样四更新的实现方法，可以包括：
步骤11、将载波周期平均分布四个pwm占空比更新的加载点。载波周期为tc；在一个载波周期内以波谷为零点，则四个加载点的时间分别为：
步骤12、在第k个周期开始时刻ktc，进行该周期内第1次电流采样i1(k)并进行电流调节器运算(即电流环的控制参数的计算，比如电流环的占空比的计算等)，同时更新上周期第4次电流采样后电流调节器元算得到的占空比输出信号；在载波周期中的第一个加载点即
以此类推，在载波周期中第二个加载点即
在下一个载波周期开始时刻(k+1)tc，重复进行上述电流采样和占空比更新过程。
这种方式的电流采样时刻和pwm占空比更新时刻，从两个增加为四个，其延时时间为：
td＝ttd+tpwm＝0.375tc。
很明显，四采样四更新0.375tc和双采样双更新0.75tc的时间延时对比，时间减小一倍，电流环带宽增大一倍。
其中，在确定延时方式之前，可以确定采样和更新的次数，即确定n值。一旦确定了n采样n更新的n的大小后，在程序实现上是不可调的。
可选地，实时采样四pwm波更新可由实时采样六更新、实时采样八更新、实时采样n更新代替，n为偶数。
(2)实时采样四更新
实时采样四更新即一个载波周期内实时次电流采样四次pwm占空比更新。其加载点和四采样四更新的加载点一样；但是采样采用σ-δ型转换芯片进行电流采样实现电流的快速采样，基于fpga的并行处理，实现电流环的快速处理。
电流采样方法：σ-δ型转换芯片需要确定的主要参数有主频和抽取率。本发明以采用主频为16m，抽取率为32为例。此时，电流采样时间(即完成电流采样所需时间)或电流采样周期为2μs。fpga的电流环执行时间(即完成占空比计算需时间)通过实际测试最长大约为1.5μs。
可选地，电流采样方法可由高精度高速逐次逼近的电流采样芯片替代。
可选地，电流采样方法中：σ-δ型转换芯片的主要参数：主频和抽取率可由其他数据替代(例如：根据硬件支持程度和对电流环带宽的控制精度的需求确定的其它主频和抽取率)。
可选地，电流采样周期(或电流采样时间)的关系为：
基于对电流采用实时采样的方法，下面对实时采样四更新做详细介绍，如图10所示。
根据四个加载点的位置和电流环的执行时间，对每个加载点的前1.5μs开始执行电流环(即计算占空比)，将电流调节器运算得到的占空比在最近的加载点(例如：1.5μs后的加载点)进行更新，此电流环所用的采样电流为加载点的前3.5μs采样的电流。具体过程为：
在第k个周期开始时刻ktc，实时进行电流采样，经过(ktc-3.5μs)记录该周期内第1次电流采样i1(k)并进行电流调节器运算，并于ktc时刻更新此占空比输出信号。
依次类推，分别在本周期内记录
在下一个载波周期开始时刻(k+1)tc，重复进行上述电流采样和占空比更新过程。此种方式的电流采样周期为2μs，采样频率为500k，其延时时间为：
ttd＝3.5μs
tpwm＝0.125tc
td＝ttd+tpwm＝0.125tc+3.5μs。
以载波频率为10k，载波周期为tc＝100μs为例。对比传统的双采样双更新和改进的两种方式的时间延时如下。其中四采样四更新时间延时减小1倍、实时采样四更新时间延时减小大约4.5倍。即电流环带宽分别增大1倍、4.5倍。
可选地，四pwm波更新可由六更新、八更新、n次更新替代，n为偶数。
其中，对于pwm波的更新次数。更新的次数一旦选取之后，就不再调整。具体如何选择更新的次数，是需要根据电流环带宽的要求(根据不同的应用场合，有些伺服驱动器的场合要求较高，电流环的性能要求较高，就会选择更新次数更多的方法)和硬件(pwm开关管的开关频率的允许范围)综合考虑的基础上确定的。
(3)对于pwm更新的次数，可通过如下测试确定外厂的更新方式。
①给定额定转矩，测量转矩波形和u、v两相上桥臂的波形。
②多次使能，测试多次，如30次左右。
③有几种加载情况，则为几次pwm更新。例如：如果为四更新：则加载点为
由于本实施例的伺服驱动器所实现的处理及功能基本相应于前述图6所示的装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过采用fpga实现电流环带宽控制，可以提高电流环计算速率；通过电流采样、pwm更新方式将大大减小电流环的计算时间，提高电流环的响应速率，最终从计算时间和电流采样、pwm更新方式两方面减小交流伺服系统电流环的延时时长，提高电流环的带宽。
根据本发明的实施例，还提供了对应于电流环带宽的拓展方法的一种存储介质。该存储介质，可以包括：所述存储介质中存储有多条指令；所述多条指令，用于由处理器加载并执行以上所述的电流环带宽的拓展方法。
由于本实施例的存储介质所实现的处理及功能基本相应于前述图1至图5所示的方法的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过采样采用σ-δ型转换芯片进行电流采样实现电流的快速采样，基于fpga的并行处理，实现电流环的快速处理，有利于提高采样效率和计算效率，进而提高对电流环带宽的控制效率。
根据本发明的实施例，还提供了对应于电流环带宽的拓展方法的一种伺服驱动器。该伺服驱动器，可以包括：处理器，用于执行多条指令；存储器，用于存储多条指令；其中，所述多条指令，用于由所述存储器存储，并由所述处理器加载并执行以上所述的电流环带宽的拓展方法。
由于本实施例的伺服驱动器所实现的处理及功能基本相应于前述图1至图5所示的方法的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过根据电流环带宽的应用场合及精度要求和硬件的支持范围，确定采用四次以上的偶数次电流采样四次以上的偶数次pwm占空比更新的方式或实时电流采样四次以上的偶数次pwm占空比更新的方式，以及确定具体的次数，有利于更精准、更高效地控制电流环带宽，且操作方式简便、可靠性高。
综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
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