电机转子的初始角修正方法、装置及电动汽车与流程

本发明涉及数据处理领域，具体而言，涉及一种电机转子的初始角修正方法、装置及电动汽车。

背景技术：

在相关技术中，对于纯电动汽车，一般采用永磁同步电机进行控制，而在控制时需要准确测出电机的转子角度。当前，永磁同步电机中测算电机转子位置信息的方法，一般是通过旋转变压器采集相应数据并由相应解码芯片解读出来。同时，对电机进行控制时需将电机转子的初始角度写入到软件中并作为后续电角度测算的零点。因此，电机控制器和电机匹配前需要得到电机转子的初始角的准确参数。但是，在相关技术中，当前旋转变压器的安装机械角度误差一般为(±1.5°)来说，由该安装机械角度的误差引起的电角度误差为±9°，而电机控制器要求的电角度误差为±1.5°，所以当前机械安装的角度统一性无法保证，误差不能满足软件控制精度的要求。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种电机转子的初始角修正方法、装置及电动汽车，以至少解决相关技术中机械安装的角度统一性无法保证，误差不能满足软件控制精度的要求的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电机转子的初始角修正方法，包括：获取电机转子的第一预定数量个不同的初始角设定值；分别采集与各所述初始角设定值对应的旋变电角度，其中，所述旋变电角度为所述电机转子在旋变时的实际电角度；将采集到的旋变电角度与对应的初始角设定值作差值，分别得到所述第一预定数量个的电机初始角度值；对所述第一预定数量个的电机初始角度值取平均值，得到电机初始角修正值。

可选地，将采集到的旋变电角度与对应的初始角设定值作差值，分别得到所述第一预定数量个的电机初始角度值包括：针对同一初始角设定值，采集第二预定数量次的电角度；分别将所述第二预定数量次采集的电角度与所述同一初始角设定值作差值，得到第二预定数量个电机初始角度试验值；将所述第二预定数量个的电机初始角度试验值取平均值，得到与所述同一初台角度设定值对应的电机初始角度值。

可选地，采集所述第二预定数量次的电角度包括：确定所述同一初始角设定值对应的采集点，其中，所述采集点的个数为第三预定数量；从所述第三预定数量的采集点中剔除角度变化引起电机抖动的采集点，得到第二预定数量的采集点；在所述第二预定数量的采集点采集电角度。

可选地，获取电机转子的第一预定数量个不同的初始角设定值包括：按照在第一初始角设定值的基础上累加角的方式，通过多次累加的方式得到所述电机转子的第一预定数量个不同的初始角设定值，其中，在累加后得到的角度大于全角的情况下，对获得的初始角设定值进行存储。

根据本发明的另一方面，提供了一种电机转子的初始角修正装置，包括：获取模块，用于获取电机转子的第一预定数量个不同的初始角设定值；采集模块，用于分别采集与各所述初始角设定值对应的旋变电角度，其中，所述旋变电角度为所述电机转子在旋变时的实际电角度；第一处理模块，用于将采集到的旋变电角度与对应的初始角设定值作差值，分别得到所述第一预定数量个的电机初始角度值；第二处理模块，用于对所述第一预定数量个的电机初始角度值取平均值，得到电机初始角修正值。

可选地，所述第一处理模块包括：采集单元，用于针对同一初始角设定值，采集第二预定数量次的电角度；第一处理单元，用于分别将所述第二预定数量次采集的电角度与所述同一初始角设定值作差值，得到第二预定数量个电机初始角度试验值；第二处理单元，用于将所述第二预定数量个的电机初始角度试验值取平均值，得到与所述同一初台角度设定值对应的电机初始角度值。

可选地，所述采集单元包括：确定子单元，用于确定所述同一初始角设定值对应的采集点，其中，所述采集点的个数为第三预定数量；剔除子单元，用于从所述第三预定数量的采集点中剔除角度变化引起电机抖动的采集点，得到第二预定数量的采集点；采集子单元，用于在所述第二预定数量的采集点采集电角度。

根据本发明的还一方面，提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上述任意一项所述的电机转子的初始角修正方法。

根据本发明的再一方面，提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述任意一项所述的电机转子的初始角修正方法。

根据本发明的又一方面，提供了一种电动汽车，包括上述任一项所述的电机转子的初始角修正装置。

在本发明实施例中，采用设定多个不同的初始角设定值，并获取多个不同的初始角设定值对应的多个电机初始角度值，并对多个电机初始角度值取平均的方方式，通过取平均的方式，达到了准确获取电机初始角度值的目的，从而实现了提高电机初始角度值测量精度的技术效果，进而解决了相关技术中机械安装的角度统一性无法保证，误差不能满足软件控制精度的要求的技术问题。

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，构成本申请的一部分，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是根据本发明实施例的电机转子的初始角修正方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的通过matlab模型实现电机初始位置角标定的方法示意图；

图3是根据本发明实施例的初始角度设定值的示意图；

图4是根据本发明实施例的电机转子的初始角修正装置的结构框图；

图5是根据本发明实施例的电机转子的初始角修正装置中第一处理模块46的结构框图；

图6是根据本发明实施例的电机转子的初始角修正装置中第一处理模块46中采集单元52的结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本发明实施例，提供了一种电机初始角处理的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的电机转子的初始角修正方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤s102，获取电机转子的第一预定数量个不同的初始角设定值；

步骤s104，分别采集与各初始角设定值对应的旋变电角度，其中，旋变电角度为电机转子在旋变时的实际电角度；

步骤s106，将采集到的旋变电角度与对应的初始角设定值作差值，分别得到第一预定数量个的电机初始角度值；

步骤s108，对第一预定数量个的电机初始角度值取平均值，得到电机初始角修正值。

通过上述步骤，采用设定多个不同的初始角设定值，并获取多个不同的初始角设定值对应的多个电机初始角度值，并对多个电机初始角度值取平均的方方式，通过取平均的方式，达到了准确获取电机初始角度值的目的，从而实现了提高电机初始角度值测量精度的技术效果，进而解决了相关技术中机械安装的角度统一性无法保证，误差不能满足软件控制精度的要求的技术问题。

为使得针对同一初始角设定值所得到的电机初始角度值更为准确，可以采用以下方式将采集到的旋变电角度与对应的初始角设定值作差值，分别得到第一预定数量个的电机初始角度值：针对同一初始角设定值，采集第二预定数量次的电角度；分别将第二预定数量次采集的电角度与同一初始角设定值作差值，得到第二预定数量个电机初始角度试验值；将第二预定数量个的电机初始角度试验值取平均值，得到与同一初台角度设定值对应的电机初始角度值。即针对同一初始角设定值，采用对多次采集的电角度取平均的方式来实现对电机初始角度值的准确性。

另外，需要指出的是，为避免在角度变化时电机抖动造成的初始位置角度测量不准确，为进一步提升准确性，在采集第二预定数量次的电角度时，可以采用将一些会引起电机抖动的值删除的方式。例如，可以采用以下方式来采集第二预定数量次的电角度：先确定同一初始角设定值对应的采集点，其中，采集点的个数为第三预定数量，之后，从第三预定数量的采集点中剔除角度变化引起电机抖动的采集点，得到第二预定数量的采集点；以及在第二预定数量的采集点采集电角度。通过剔除一些引起较大误差的采集点的方式，使得保留下来用于计算电机初始角度值的采集点，可以使得计算的电机初始角度值更为准确。

需要说明的是，角度变化引起电机抖动的采集点可以包括以下至少之一：不同初始角设定值发生变化对应的采集点，同一初始角设定值中前预定数量的采集点。

在获取第一预定数量个不同的初始角设定值时，可以采用多种方式，例如，可以采用以下累加方式，获取第一预定数量个不同的初始角设定值：按照在第一初始角设定值的基础上累加角的方式，通过多次累加的方式得到电机转子的第一预定数量个不同的初始角设定值，其中，在累加后得到的角度大于全角的情况下，对获得的初始角设定值进行存储。例如，可以先确定第一初始角设定值，对第一初始角设定值累加一个累加角，得到第二初始角设定值，对第二初始角设定值累加一个累加角，得到第三初始角设定值，一直采用上述方式进行累加，直到初始角设定值的个数达到第一预定数量。需要说明的是，上述第一初始角设定值，以及累加角可以根据具体情况灵活设置，例如，上述第一初始角设定值可以设置为0，上述可以设置为pi/6。

可选地，在一直采用上述方式进行累加，直到初始角设定值的个数达到第一预定数量时，在累加后得到的角度大于全角的情况下，对获得的初始角设定值进行存储。采用上述取模的处理方式，能够快速有效地实现对电机全范围的初始角的获取。

需要说明的是，可选地，在对第一预定数量个不同的初始角设定值对应的电机初始角度值平均值取平均值，得到电机初始角终值之后，还包括：将得到的电机初始角终值存入内存中，供后续的foc空间矢量算法进行计算。

基于上述实施例，以下以一个具体实施来进行说明。

首先，获取第一预定数量n个不同的电机转子的初始角设定值：θ1、θ2、θ3……θn，其中，θ1、θ2、θ3……θn通过以下叠加方式得到：确定第一初始角设定值θ0，之后的θ1为在θ0的基础上叠加角度(例如，可以是pi/6)，θ2为在θ1的基础上叠加角度pi/6；θ3为在θ2的基础上叠加角度pi/6；…采用这样的方式一直叠加到θn；需要说明的是，在采用上述处理方式得到不同的电机转子的初始角设定值时，如果θn大于360度时，则将θn对360度执行取模操作取余数作为初始角设定值；

之后，分别采集与各初始角设定值对应的旋变电角度，并将采集到的旋变电角度与对应的初始角设定值作差值，分别得到第一预定数量个的电机初始角度值δθ1，δθ2，δθ3，…δθn，其中，旋变电角度为电机转子在旋变时的实际电角度。

最后，对第一预定数量个的电机初始角度值取平均值，得到电机初始角修正值(δθ1+δθ2+δθ3+δθn)/n。

需要说明的是，为提高结果的准确性，δθ1可以取多个：δθ1，δθ1’，δθ1”…，然后对这多个δθ1取平均，得到的平均值作为δθ1。

另外，为避免抖动所带来的干扰，可以将可能引起抖动的采集点剔除，例如，可以将在不同电机初始角度值之间过渡的采集点剔除，比如，在同一电机初始角度值的开始前几个采集点剔除，不可以将同一电机初始角度值的后几个采集点剔除。然后依据剔除后剩下的采集点对应的数据取平均值，得到δθ1。

另外，当n大于360度时，将获得的数据进行存储一次，并记录下来。

在相关技术中，无法解决初始角机械安装误差过大的问题。在相关技术中，为获取电机的初始角，目前都是需要设计初始角度标定的程序，常用的方法有过三相电流零点检测法，iq＝0,id＝0，初始角度＝0定位的方法。来测得电机控制的初始位置，很多都是直接通过一次测量写入内存即作为电机的初始位置。

其中，采用电机三相过零点来采集旋变角度作为零点，一方面由于电机控制死区效应的存在导致过零点的电流采集不准确，同时很难保证三相过零点采集时刻与旋变采集时刻同时触发，最终导致采集角度存在偏差，iq＝0,id＝一个固定常量；

采用初始角度＝0定位的方法，当电机定位时由于惯性电机可能有轻微的抖动，可能导致采集的数据不准确。同时由于电机结构设计，在触发定位时电机位置的不同也可能影响到定位的准确性。

针对相关技术中存在的上述缺点，在本发明实施例中，提供了一种基于matlab\simlink模型实现电机初始位置角标定的方法，在该方法中，初始角度设定为0-360，例如，取60度的间隔，几个点，该matlab\simlink仿真模型主要包括：初始角度intoffsetangle设定模块，触发设置模块，motoroffsetangle电机初始角度记录模块。图2是根据本发明实施例的通过matlab模型实现电机初始位置角标定的方法示意图，如图2所示，该方法主要包括：首先通过intoffsetangle初始角度设定模块和对2*pi的取余模块，得到电机全范围内几个初始角度设定值，再通过设置选择剔除的角度设定个数，设计触发设置模块，来触发motoroffsetangle电机初始角度记录模块，通过motoroffsetangle电机初始角度记录模块，把intoffsetangle初始角度设定值和旋变采集的电角度做差值，即得到motoroffsetangle电机的初始位置角度，同一个intoffsetangle初始角得到几个motoroffsetangle电机初始角度值平均记录，最终全范围的电机初始角度值再平均，作为motoroffsetangle电机最终的初始电机角度值，存在角度内存中。

下面对上述各个模块的功能分别说明。

intoffsetangle初始角度设定模块，图3是根据本发明实施例的初始角度设定值的示意图，如图3所示，设置初始角在8个(可标定)周期内是一个固定值0，当第9个(可标定)周期时，初始角度值累加pi/6，并接着输出8个固定值pi/6，然后再触发累加pi/6，输出8个周期pi/3……，依次类推，累加触发的周期和每次累加的角度都是可标定的。当输出的角度大于2*pi时，可以通过取余模块，实现电机初始位置全范围的初始位置标定。

触发设置模块：此模块设计当初始角度设定值变化时，不触发记录数据，且连续几个周期输入相同的角度设定值时，前几个的数据时不触发记录的，只有累加的剔除的数据个数阀值时，才开始触发下一个初始角记录模块。避免在角度变化时电机抖动造成的初始位置角度测量不准确。

初始角记录模块：设定intoffsetangle初始角相同时，通过做差取motoroffsetangle平均值，当intoffsetangle不同的几组数据的平均值，最终再平均获得电机的最终初始角度值，并存储在内存中，供后续的foc空间矢量算法进行计算。

在本发明实施例中，基于matlab模型实现电机初始位置角的标定，一方面，能够保证只操作一次即能在电机初始位置不同的均匀多个点采集电机控制器的初始位置，并直接计算平均值存储，作为电机的初始位置角即准确又节约内存，另一方面，可剔除电机角度变化后由于抖动造成的初始角度的偏差。即采用matlab/simlink建模实现电机初始位置角度的标定，不仅能够节约内存，缩短初始位置角度标定的时间，而且能够提高角度标定的准确度。

在本发明实施例中，还提供了一种电机转子的初始角修正装置，图4是根据本发明实施例的电机转子的初始角修正装置的结构框图，如图4所示，该装置包括：获取模块42(执行上述初始角度设定模块所包括的功能)，采集模块44，第一处理模块46和第二处理模块48(执行上述初始角记录模块所包括的功能)，下面分别说明。

获取模块42，用于获取电机转子的第一预定数量个不同的初始角设定值；第采集模块44，连接至上述获取模块42，用于分别采集与各初始角设定值对应的旋变电角度，其中，旋变电角度为电机转子在旋变时的实际电角度；第一处理模块46，连接至上述采集模块44，用于将采集到的旋变电角度与对应的初始角设定值作差值，分别得到第一预定数量个的电机初始角度值；第二处理模块，用于对第一预定数量个的电机初始角度值取平均值，得到电机初始角修正值。

图5是根据本发明实施例的电机转子的初始角修正装置中第一处理模块46的结构框图，如图5所示，该第一处理模块46包括：采集单元52，第一处理单元54和第二处理单元56，下面对该第一处理模块46进行说明。

采集单元52，用于针对同一初始角设定值，采集第二预定数量次的电角度；第一处理单元54，连接至上述采集单元52，用于分别将第二预定数量次采集的电角度与同一初始角设定值作差值，得到第二预定数量个电机初始角度试验值；第二处理单元56，连接至上述第一处理单元54，用于将第二预定数量个的电机初始角度试验值取平均值，得到与同一初台角度设定值对应的电机初始角度值。

图6是根据本发明实施例的电机转子的初始角修正装置中第一处理模块46中采集单元52的结构框图，如图6所示，该采集单元52包括：确定子单元62，剔除子单元64和采集子单元66，下面对该采集单元52进行说明。

确定子单元62，用于确定同一初始角设定值对应的采集点，其中，采集点的个数为第三预定数量；剔除子单元64，连接至上述确定子单元62，用于从第三预定数量的采集点中剔除角度变化引起电机抖动的采集点，得到第二预定数量的采集点；采集子单元66，连接至上述剔除子单元64，用于在第二预定数量的采集点采集电角度。

在本发明实施例中，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行上述任意一项的电机转子的初始角修正方法。

在本发明实施例的再一方面，提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述任意一项的电机转子的初始角修正方法。

在本发明实施例的又一方面，提供了一种电动汽车，包括上述任一项的电机转子的初始角修正装置。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。