CN112039397A - 无位置传感器平面开关磁阻电机动子位置校正方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种无位置传感器平面开关磁阻电机动子位置校正方法和系统，所述方法包括：基于预设位置测量法获取平面开关磁阻电机的动子位置测量值；基于所述平面开关磁阻电机对预设方波电压的电磁响应确定目标位置校正误差；根据所述目标位置校正误差对所述动子位置测量值进行校正，以确定所述平面开关磁阻电机的动子位置实际值。本发明实施例消除了现有无位置传感器测量法测量动子位置时引起的累计误差，提高了动子位置测量的准确性。

Description

无位置传感器平面开关磁阻电机动子位置校正方法和系统

技术领域

本发明实施例涉及电机技术领域，尤其涉及一种平面开关磁阻电机动子位置校正方法和系统。

背景技术

平面开关磁阻电机是一种可以直接将电磁能转换为平面运动的电机。平面开关磁阻电机的运动通常要靠驱动系统来驱动，而驱动系统需要实时获知平面开关磁阻电机的动子位置，因此，在平面开关磁阻电机中，动子位置的测量至关重要。

动子位置可以通过位置传感器来进行测量，但是位置传感器测量法对环境的适应力能弱，抗干扰能力低。另一种动子位置测量方法是不使用位置传感器，而是通过监测电机的电磁特性来估计电机动子位置，也即无位置传感器测量法。常用的无位置传感器测量法主要有：电流注入法、滑模观测器法、附加动子块法和基于电压注入与铁芯损耗计算的方法。上述无位置传感器测量法通常仅在一个极距范围内对平面开关磁阻电机的电感特性或者磁链特性进行建模或者特性曲线拟合，然后在每个极距范围内，根据同一电磁特性模型进行动子位置估算。动子在单个极距范围内的位置，与动子运动经过的整数倍极距距离累加，就能得到动子的绝对位置。这种思路容易导致累计误差，且极距端部较大的随机误差会带来较大的极距误计数风险，从而导致动子位置的测量准确性不高。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种无位置传感器平面开关磁阻电机动子位置校正方法和系统，以消除现有无位置传感器测量法测量动子位置时引起的累计误差，提高动子位置测量的准确性。

第一方面，本发明实施例提供一种无位置传感器平面开关磁阻电机动子位置校正方法，包括：

基于预设位置测量法获取平面开关磁阻电机的动子位置测量值；

基于所述平面开关磁阻电机对预设方波电压的电磁响应确定目标位置校正误差；

根据所述目标位置校正误差对所述动子位置测量值进行校正，以确定所述平面开关磁阻电机的动子位置实际值。

进一步的，基于所述平面开关磁阻电机对预设方波电压的电磁响应确定目标位置校正误差包括：

基于平面开关磁阻电机的空闲相绕组对预设电压幅值的方波电压的电磁响应，确定所述平面开关磁阻电机的动子当前时刻是否处于特征位置点；

若所述平面开关磁阻电机的动子当前时刻处于特征位置点，则根据电机运动方向确定目标位置校正误差；

若所述平面开关磁阻电机的动子当前时刻不处于特征位置点，则将历史位置校正误差作为目标位置校正误差。

进一步的，基于所述空闲相绕组对所述方波电压的电磁响应，确定所述平面开关磁阻电机的动子当前时刻是否处于特征位置点，包括：

确定所述空闲相绕组基于所述方波电压的当前响应电流；

根据所述预设电压幅值和所述当前响应电流确定所述空闲相绕组的当前磁链值；

确定所述当前磁链值是否为磁链特征值；

若所述当前磁链值为磁链特征值，则确定所述平面开关磁阻电机的动子当前时刻处于特征位置点。

进一步的，确定所述当前磁链值是否为磁链特征值包括：

确定所述当前磁链值在所述平面开关磁阻电机的磁链特性曲线中所对应的点是否为波谷点；

若所述当前磁链值在所述平面开关磁阻电机的磁链特性曲线中所对应的点是波谷点，则确定所述当前磁链值是否大于或等于预设磁链阈值；

若所述当前磁链值大于或等于预设磁链阈值，则确定所述当前磁链值是否大于在所述当前磁链值之前出现的预设数量的历史磁链波谷值；

若所述当前磁链值大于在所述当前磁链值之前出现的预设数量的历史磁链波谷值，则确定所述当前磁链值为磁链特征值。

进一步的，所述根据电机运动方向确定目标位置校正误差包括：

根据所述平面开关磁阻电机的运动方向确定目标位置校正计数；

根据所述目标位置校正计数和所述平面开关磁阻电机的定子铝块边长确定位置校正值；

根据所述位置校正值与所述动子位置测量值之差确定目标位置校正误差。

进一步的，根据所述平面开关磁阻电机的运动方向确定目标位置校正计数包括：

获取所述平面开关磁阻电机的历史位置校正计数；

若所述平面开关磁阻电机的运动方向为基于坐标轴正向运动，则将所述历史位置校正计数加1作为目标位置校正计数；

若所述平面开关磁阻电机的运动方向为基于坐标轴负向运动，则将所述历史位置校正计数减1作为目标位置校正计数。

进一步的，根据所述目标位置校正误差对所述动子位置测量值进行校正，以确定所述平面开关磁阻电机的动子位置实际值，包括：

根据所述位置校正误差与所述动子位置测量值之和确定所述平面开关磁阻电机的动子位置实际值。

第二方面，本发明实施例提供一种无位置传感器平面开关磁阻电机动子位置校正系统，包括：

动子位置测量模块，用于基于预设位置测量法获取平面开关磁阻电机的动子位置测量值；

校正误差确定模块，用于基于所述平面开关磁阻电机对预设方波电压的电磁响应确定目标位置校正误差；

动子位置校正模块，用于根据所述目标位置校正误差对所述动子位置测量值进行校正，以确定所述平面开关磁阻电机的动子位置实际值。

进一步的，所述校正误差确定模块包括：

动子特征位置确定单元，用于基于平面开关磁阻电机的空闲相绕组对预设电压幅值的方波电压的电磁响应，确定所述平面开关磁阻电机的动子当前时刻是否处于特征位置点；

校正误差确定单元，用于若所述平面开关磁阻电机的动子当前时刻处于特征位置点，则根据电机运动方向确定目标位置校正误差；若所述平面开关磁阻电机的动子当前时刻不处于特征位置点，则将历史位置校正误差作为目标位置校正误差。

进一步的，所述动子特征位置确定单元包括：

响应电流确定子单元，用于确定所述空闲相绕组基于所述方波电压的当前响应电流；

磁链值确定子单元，用于根据所述预设电压幅值和所述当前响应电流确定所述空闲相绕组的当前磁链值；

磁链特征值确定子单元，用于确定所述当前磁链值是否为磁链特征值；

动子特征位置确定子单元，用于若所述当前磁链值为磁链特征值，则确定所述平面开关磁阻电机的动子当前时刻处于特征位置点。

本发明实施例提供的无位置传感器平面开关磁阻电机动子位置测量方法通过基于预设位置测量法获取平面开关磁阻电机的动子位置测量值；基于所述平面开关磁阻电机对预设方波电压的电磁响应确定目标位置校正误差；根据所述目标位置校正误差对所述动子位置测量值进行校正，以确定所述平面开关磁阻电机的动子位置实际值，消除了现有无位置传感器测量法测量动子位置时引起的累计误差，提高了动子位置测量的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种无位置传感器平面开关磁阻电机动子位置校正方法的流程示意图；

图2A为本发明实施例二提供的一种无位置传感器平面开关磁阻电机动子位置校正方法的流程示意图；

图2B为本发明实施例二提供的一种确定动子当前时刻是否处于特征位置点的方法的流程示意图；

图2C为本发明实施例二提供的一种根据电机运动方向确定目标位置校正误差的方法的流程示意图；

图2D为本发明实施例二提供的磁链特性曲线的示意图；

图3为本发明实施例三提供的一种无位置传感器平面开关磁阻电机动子位置校正系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种无位置传感器平面开关磁阻电机动子位置校正方法的流程示意图。本实施例可适用于测量无位置传感器的平面开关磁阻电机的动子位置，可由无位置传感器平面开关磁阻电机的驱动系统实现。

如图1所示，本发明实施例一提供的平面开关磁阻电机动子位置校正方法包括：

S110、基于预设位置测量法获取平面开关磁阻电机的动子位置测量值。

具体的，预设位置测量法是指基于无位置传感器技术进行的平面开关磁阻电机的动子位置测量法，其可以是现有的任意一种无位置传感器测量法，如：电流注入法、滑模观测器法、附加动子块法、基于电压注入与铁芯损耗计算的方法等。基于预设位置测量法获取的平面开关磁阻电机的动子位置称为动子位置测量值。本发明实施例所称平面开关磁阻电机均表示无位置传感器的平面开关磁阻电机。

S120、基于所述平面开关磁阻电机对预设方波电压的电磁响应确定目标位置校正误差。

具体的，基于平面开关磁阻电机对预设方波电压的电磁响应确定目标位置校正误差，是指对平面开关磁阻电机的空闲相绕组施加预设方波电压，通过空闲相绕组对预设方波电压的电磁响应确定目标位置校正误差。

平面开关磁阻电机通常基于两个坐标轴进行运动，即X轴和Y轴，对于一个设计好的平面开关磁阻电机来说，其X轴和Y轴是确定的。平面开关磁阻电机的X轴和Y轴各具有三相绕组(通常称为a相绕组、b相绕组和c相绕组)，当平面开关磁阻电机运动时，X轴和Y轴的各相绕组并非全部同时工作，将平面开关磁阻电机运动时不工作的X轴和/或Y轴绕组称为空闲相绕组。那么对平面开关磁阻电机的空闲相绕组施加预设方波电压，不会影响平面开关磁阻电机工作项绕组的运行，从而不会影响平面开关磁阻电机的正常运动。

对平面开关磁阻电机的空闲相绕组施加预设方波电压之后，对应的空闲相绕组产生电磁响应，通过实时监测空闲相绕组的电磁响应，可以确定动子是否运动到特殊位置点，从而确定对应的目标位置校正误差。一般的，平面开关磁阻电机的动子和定子为双凸极结构，定子硅钢片阵列由多个正方形铝块固定，本实施例中，特殊位置点是指定子凸极与动子凸极完全对齐，且动子与定子铝块几何中心对齐的位置，可以理解，在平面开关磁阻电机的运动过程中，特殊位置点有多个。当动子没有运动到特殊位置点时，历史位置校正误差即为目标位置校正误差；当动子运动到特殊位置点时，历史位置校正误差更新后作为目标位置校正误差。

本实施例中，目标位置校正误差周期性更新，即目标位置校正误差在动子每次运动到特征位置点时进行一次更新。当动子未运动到特征位置点时，历史位置校正误差为距离当前时刻最近的一次动子处于特征位置点时得到的位置校正误差，在平面开关磁阻电机的运动起始点，位置校正误差为0。示例性的，平面开关磁阻电机从起始点开始运动，此时历史位置校正误差为0，当动子运动到第一个特征位置点时，位置校正误差更新为1。那么，在动子未运动到第一个特征位置点之前，目标位置校正误差均为0；当动子运动到第一个特征位置点时，目标位置校正误差为1，并且，在动子未运动到第二个特征位置点之前，目标位置校正误差均为1。需要说明的是，位置校正误差的单位与平面开关磁阻电机运动时的计量单位一致，例如，平面开关磁阻电机运动时以毫米(mm)计量，则位置校正误差单位为mm。

S130、根据所述目标位置校正误差对所述动子位置测量值进行校正，以确定所述平面开关磁阻电机的动子位置实际值。

具体的，根据目标位置校正误差对动子位置测量值进行校正，即将动子位置测量值加上目标位置校正误差，从而得到动子位置实际值。由于目标校正误差周期性更新，通过目标校正误差对动子位置测量值进行校正，当目标校正误差更新时，就可以消除在上一个周期内动子位置测量值的累计误差，从而提高动子位置测量的准确性。

本发明实施例提供的平面开关磁阻电机动子位置测量方法通过基于预设位置测量法获取平面开关磁阻电机的动子位置测量值；基于所述平面开关磁阻电机对预设方波电压的电磁响应确定目标位置校正误差；根据所述目标位置校正误差对所述动子位置测量值进行校正，以确定所述平面开关磁阻电机的动子位置实际值，消除了现有无位置传感器测量法测量动子位置时引起的累计误差，提高了动子位置测量的准确性。

实施例二

图2A为本发明实施例二提供的一种平面开关磁阻电机动子位置校正方法的流程示意图，本实施例是对上述实施例的进一步细化。如图2A所示，本发明实施例二提供的平面开关磁阻电机动子位置校正方法包括：

S210、基于预设位置测量法获取平面开关磁阻电机的动子位置测量值。

具体的，预设位置测量法是指基于无位置传感器技术进行的平面开关磁阻电机的动子位置测量法，其可以是现有的任意一种无位置传感器测量法，如：电流注入法、滑模观测器法、附加动子块法、基于电压注入与铁芯损耗计算的方法等。基于预设位置测量法获取的平面开关磁阻电机的动子位置称为动子位置测量值，记为S_t。

S220、基于平面开关磁阻电机的空闲相绕组对预设电压幅值的方波电压的电磁响应，确定所述平面开关磁阻电机的动子当前时刻是否处于特征位置点。

具体的，平面开关磁阻电机通常基于两个坐标轴进行运动，即X轴和Y轴，对于一个设计好的平面开关磁阻电机来说，其X轴和Y轴是确定的。平面开关磁阻电机的X轴和Y轴各具有三相绕组(通常称为a相绕组、b相绕组和c相绕组)，当平面开关磁阻电机运动时，X轴和Y轴的各相绕组并非全部同时工作，将平面开关磁阻电机运动时不工作的X轴和/或Y轴绕组称为空闲相绕组。那么对平面开关磁阻电机的空闲相绕组施加预设方波电压，不会影响平面开关磁阻电机工作项绕组的运行，从而不会影响平面开关磁阻电机的正常运动。

对平面开关磁阻电机的空闲相绕组施加预设电压幅值的方波电压之后，对应的空闲相绕组产生电磁响应，通过实时监测空闲相绕组的电磁响应，可以确定动子是否运动到特殊位置点，特殊位置点是指动子凸极与定子凸极完全对齐，且动子与定子铝块几何中心对齐的位置。若动子当前时刻处于特征位置点，则执行步骤S230；若动子当前时刻不处于特征位置点，则执行步骤S240。

进一步的，一种确定平面开关磁阻电机的动子当前时刻是否处于特征位置点的方法包括步骤S221～S224，如图2B所示。

S221、确定所述空闲相绕组基于所述方波电压的当前响应电流。

具体的，向平面开关磁阻电机的空闲相绕组注入预设电压幅值的方波电压，空闲相绕组基于该预设电压幅值的方波电压产生相应的响应电流。响应电流可通过电流测试装置获取。当前相应电流是指当前时刻的响应电流。

S222、根据所述预设电压幅值和所述当前响应电流确定所述空闲相绕组的当前磁链值。

具体的，磁链值的计算方法有多种，优选的，本实施例中采用电压方程积分发计算磁链值。当前磁链值表示当前时刻空闲相绕组的磁链值，具体计算方式如下所示：

其中，λ_lk(t)表示当前磁链值；l取值为X或Y，表示平面开关磁阻电机的X轴或Y轴；k取值为a、b或c，表示三相绕组中的某一相绕组，应取对应的空闲相绕组编号；u_lk表示lk相绕组的相电压，其为方波电压的幅值，即预设电压幅值；i_lk表示lk相绕组的相电流，也即lk相绕组的当前响应电流；r_lk表示lk相绕组的电阻值；t₀表示初始时刻，t取当前时刻；λ_lk(t₀)表示初始时刻的空闲相绕组磁链值，若预设电压幅值的方波电压为单极性方波电压，则λ_lk(t₀)＝0；若预设电压幅值的方波电压为双极性方波电压，则λ_lk(t₀)由初始时刻lk相绕组的电感值和响应电流值确定。

S223、确定所述当前磁链值是否为磁链特征值。

具体的，磁链特征值表示一定范围内磁链的最小值，并且，磁链特征值所对应的动子位置，使得定子凸极和动子凸极完全对齐，且动子与定子铝块几何中心对齐。磁链特征值可以通过平面开关磁阻电机的磁链特性曲线来确定，那么磁链特征值是磁链特性曲线中的一个特殊波谷点处的磁链值，例如，当一个波谷点处的磁链值小于在该波谷点之前出现的预设数量个波谷点处的磁链值时，则将该波谷点处的磁链值作为磁链特征值。预设数量可以根据平面开关磁阻电机的实际的磁链特性曲线的而确定。

示例性的，以平面开关磁阻电机沿Y轴方向运动为例，其磁链特性曲线如图2D所示。由图2D可以看出，标号1、3、5、7、9和11所表示的均是磁链特性曲线的波谷点，分别记为：波谷点1、波谷点3、波谷点5、波谷点7、波谷点9和波谷点11。波谷点11处的磁链值比波谷点5、波谷点7和波谷点9处的磁链值都要小，波谷点3处的磁链值比波谷点5、波谷点7、波谷点9和波谷点1处的磁链值都要小，由此可以推断，波谷点3(或波谷点11)处的磁链值小于在波谷点3(或波谷点11)之前的3个波谷点处的磁链值，也小于在波谷点3(或波谷点11)之后的3个波谷点处的磁链值。当磁链值为波谷点3(或波谷点11)处的磁链值时，动子所处位置具有以下特征：定子凸极和动子凸极完全对齐，且动子与定子铝块几何中心对齐。平面开关磁阻电机的定子硅钢片阵列由多个正方形铝块固定，当动子所处位置使得定子凸极和动子凸极完全对齐且动子与定子铝块几何中心对齐时，说明动子正好运动了一个铝块的距离。因此，波谷点3(或波谷点11)为磁链特征值。

进一步的，确定当前磁链值是否为磁链特征值具体包括：确定所述当前磁链值在所述平面开关磁阻电机的磁链特性曲线中所对应的点是否为波谷点；若所述当前磁链值在所述平面开关磁阻电机的磁链特性曲线中所对应的点是波谷点，则确定所述当前磁链值是否大于或等于预设磁链阈值；若所述当前磁链值大于或等于预设磁链阈值，则确定所述当前磁链值是否大于在所述当前磁链值之前出现的预设数量的历史磁链波谷值；若所述当前磁链值大于在所述当前磁链值之前出现的预设数量的历史磁链波谷值，则确定所述当前磁链值为磁链特征值。

具体的，首先确定当前磁链值在平面开关磁阻电机的磁链特性曲线中所对应的点是否为波谷点。如果不是波谷点，则显然当前磁链值不是磁链特征值。如果是波谷点，则确定当前磁链值是否大于或等于预设磁链阈值。预设磁链阈值用于初步判定当前磁链值是否为磁链特征值。一般情况下，预设磁链阈值可以设置为小于或等于当定子凸极和动子凸极完全对齐且动子与定子铝块几何中心对齐的位置时的磁链值，同时大于在定子凸极和动子凸极完全对齐且动子与定子铝块几何中心对齐位置之前出现的磁链波谷点的值。如图2D所示的磁链特性曲线，预设磁链阈值可以设置为小于波谷点11处的磁链值，且大于波谷点5、波谷点7和波谷点9处的磁链值的平均值。如果当前磁链值小于预设磁链阈值，则认为当前磁链值不是磁链特征值。如果当前磁链值大于或等于预设磁链阈值，则确定当前磁链值是否大于在当前磁链值之前出现的预设数量的历史磁链波谷值。历史磁链波谷值是指在当前磁链值之前出现磁链波谷点处的磁链值。若当前磁链值大于在当前磁链值之前出现的预设数量的历史磁链波谷值，则说明当前磁链值为一定范围内磁链的最小值，即可认为当前磁链值为磁链特征值，否则，当前磁链值不是磁链特征值。如图2D所示的磁链特性曲线，预设数量优选为3个，若当前磁链值为波谷点11处的磁链值，则其大于在波谷点11之前出现的预设数量的历史磁链波谷值，也即，波谷点11处的磁链值大于波谷点5、波谷点7和波谷点9处的磁链值，故确定其为磁链特征值。

S224、若所述当前磁链值为磁链特征值，则确定所述平面开关磁阻电机的动子当前时刻处于特征位置点。

具体的，若当前磁链值为磁链特征值，则说明此时动子凸极与定子凸极完全对齐且动子与定子铝块几何中心对齐，则可以确定动子在当前时刻处于特殊位置点。

可选的，在可替代实施例中，步骤S221～S224中的计算磁链值的相关部分可以替代为计算电感值，通过确定当前电感值是否为电感特性曲线中的电感特征值来判断动子是否处于特征位置点。通过电感值判断动子是否处于特征位置点的方法，与通过磁链值判断动子是否处于特征位置点的方法，仅计算参数不同，前者计算电感参数，后者计算磁链参数，其余的特征值判断原理以及特征位置点的判断原理均相同，在此不再赘述。

S230、若所述平面开关磁阻电机的动子当前时刻处于特征位置点，则根据电机运动方向确定目标位置校正误差。

具体的，根据电机运动方向确定目标位置校正误差，是指根据电机的运动方向确定目标位置校正误差是增大还是减小，例如，电机沿X轴或Y轴正向运动，则积累的累计误差会逐渐增大，故目标位置校正误差需要增大。

进一步的，当动子当前时刻处于特征位置点时，根据电机运动方向确定目标位置校正误差的方法具体包括步骤S231～S233，如图2C所示。

S231、根据所述平面开关磁阻电机的运动方向确定目标位置校正计数。

具体的，动子位置可以通过动子移动的单位距离的数量来确定，目标位置校正计数即是当前时刻动子移动的单位距离的数量，记为K。

具体的，目标位置校正计数K的初始值为0，当平面开关磁阻电机基于坐标轴正向运动时，即沿X轴或Y轴正向运动，目标位置校正计数K为增计数。例如，平面开关磁阻电机从起始点沿Y轴正向运动了一个单位距离，则K＝1。当平面开关磁阻电机基于坐标轴负向运动时，即沿X轴或Y轴负向运动，目标位置校正计数K为减计数。例如，平面开关磁阻电机从起始点沿Y轴负向运动了一个单位距离，则K＝-1。

进一步的，根据电机运动方向确定目标位置校正计数包括：获取所述平面开关磁阻电机的历史位置校正计数；若所述平面开关磁阻电机的运动方向为基于坐标轴正向运动，则将所述历史位置校正计数加1作为目标位置校正计数；若所述平面开关磁阻电机的运动方向为基于坐标轴负向运动，则将所述历史位置校正计数减1作为目标位置校正计数。历史位置校正计数是指在平面开关磁阻电机到达当前位置之前，动子移动的单位距离的数量，记为k。若平面开关磁阻电机的运动方向为基于坐标轴正向运动，则目标位置校正计数为在历史位置校正计数的基础上加1，即K＝k+1；若平面开关磁阻电机的运动方向为基于坐标轴负向运动，则目标位置校正计数为在历史位置校正计数的基础上减1，即K＝k-1。

S232、根据所述目标位置校正计数和所述平面开关磁阻电机的定子铝块边长确定位置校正值。

具体的，平面开关磁阻电机的定子铝块边长即是动子移动的单位距离，记为D。当动子处于特征位置点时，动子移动的单位距离的数量为目标位置校正计数，即动子移动的距离正好是目标位置校正计数个定子铝块边长。将动子处于特征位置点时，动子移动的距离称为位置校正值P，则P＝K*D。

S233、根据所述位置校正值与所述动子位置测量值之差确定目标位置校正误差。

具体的，位置校正值为动子处于特征位置点时其移动的距离，因此，位置校正值其实也是动子处于特征位置点时，动子位置的实际值。将此时的位置校正值减去动子位置测量值，即可得到动子位置实际值与动子位置测量值之间的校正误差，即目标位置校正误差，则目标位置校正误差Δ＝P-S_t。

S240、若所述平面开关磁阻电机的动子当前时刻不处于特征位置点，则将历史位置校正误差作为目标位置校正误差。

具体的，若平面开关磁阻电机的动子当前时刻不处于特征位置点，那么表示动子从处于上一个特征位置点时开始运动，直至当前时刻，其运动距离不满足一个完整的单位距离，此时校正误差无需进行更新，历史位置校正误差即为目标位置校正误差。历史位置校正误差是指动子处于上一个特征位置点时所确定的位置校正误差，也就是动子处于上一个特征位置点时，动子位置实际值与动子位置测量值之间的校正误差。

S250、根据所述位置校正误差与所述动子位置测量值之和确定所述平面开关磁阻电机的动子位置实际值。

具体的，将动子位置测量值加上目标位置校正误差，就可以得到动子位置实际值。由以上步骤可以看出，目标校正误差以动子运动一个单位距离的时间进行周期性更新，通过目标校正误差对动子位置测量值进行校正，当目标校正误差更新时，就可以消除在上一个周期内动子位置测量值的累计误差，从而提高动子位置测量的准确性。

本发明实施例提供的平面开关磁阻电机动子位置测量方法消除了现有无位置传感器测量法测量动子位置时引起的累计误差和误计数引起的位置检测错误，提高了动子位置测量的准确性；并且计算量小，算法简单，所需内存资源少且易于实现。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种无位置传感器平面开关磁阻电机动子位置校正系统的结构示意图，本实施例可适用于测量无位置传感器的平面开关磁阻电机的动子位置。本发明实施例提供的平面开关磁阻电机动子位置校正系统可实现本发明任意实施例提供的平面开关磁阻电机动子位置校正方法，具备实现方法的相应功能结构和有益效果，本实施例中未详尽描述的内容可参考本发明任意方法实施例的描述。

如图3所示，本发明实施例提供的无位置传感器平面开关磁阻电机动子位置校正系统包括：动子位置测量模块310、校正误差确定模块320和动子位置校正模块330，其中：

动子位置测量模块310用于基于预设位置测量法获取平面开关磁阻电机的动子位置测量值；

校正误差确定模块320用于基于所述平面开关磁阻电机对预设方波电压的电磁响应确定目标位置校正误差；

动子位置校正模块330用于根据所述目标位置校正误差对所述动子位置测量值进行校正，以确定所述平面开关磁阻电机的动子位置实际值。

进一步的，所述校正误差确定模块320包括：

动子特征位置确定单元，用于基于平面开关磁阻电机的空闲相绕组对预设电压幅值的方波电压的电磁响应，确定所述平面开关磁阻电机的动子当前时刻是否处于特征位置点；

校正误差确定单元，用于若所述平面开关磁阻电机的动子当前时刻处于特征位置点，则根据电机运动方向确定目标位置校正误差；若所述平面开关磁阻电机的动子当前时刻不处于特征位置点，则将历史位置校正误差作为目标位置校正误差。

进一步的，所述动子特征位置确定单元包括：

响应电流确定子单元，用于确定所述空闲相绕组基于所述方波电压的当前响应电流；

磁链值确定子单元，用于根据所述预设电压幅值和所述当前响应电流确定所述空闲相绕组的当前磁链值；

磁链特征值确定子单元，用于确定所述当前磁链值是否为磁链特征值；

动子特征位置确定子单元，用于若所述当前磁链值为磁链特征值，则确定所述平面开关磁阻电机的动子当前时刻处于特征位置点。

进一步的，所述磁链特征值确定子单元具体用于：

确定所述当前磁链值在所述平面开关磁阻电机的磁链特性曲线中所对应的点是否为波谷点；

若所述当前磁链值在所述平面开关磁阻电机的磁链特性曲线中所对应的点是波谷点，则确定所述当前磁链值是否大于或等于预设磁链阈值；

若所述当前磁链值大于或等于预设磁链阈值，则确定所述当前磁链值是否大于在所述当前磁链值之前出现的预设数量的历史磁链波谷值；

若所述当前磁链值大于在所述当前磁链值之前出现的预设数量的历史磁链波谷值，则确定所述当前磁链值为磁链特征值。

进一步的，所述校正误差确定单元包括：

校正计数确定子单元，用于根据所述平面开关磁阻电机的运动方向确定目标位置校正计数；

位置校正值确定子单元，用于根据所述目标位置校正计数和所述平面开关磁阻电机的定子铝块边长确定位置校正值；

校正误差确定子单元，用于根据所述位置校正值与所述动子位置测量值之差确定目标位置校正误差。

进一步的，所述校正计数确定子单元具体用于：

获取所述平面开关磁阻电机的历史位置校正计数；

若所述平面开关磁阻电机的运动方向为基于坐标轴正向运动，则将所述历史位置校正计数加1作为目标位置校正计数；

若所述平面开关磁阻电机的运动方向为基于坐标轴负向运动，则将所述历史位置校正计数减1作为目标位置校正计数。

进一步的，动子位置校正模块330具体用于：

根据所述位置校正误差与所述动子位置测量值之和确定所述平面开关磁阻电机的动子位置实际值。

本发明实施例提供的无位置传感器平面开关磁阻电机动子位置测量系统，通过动子位置测量模块、校正误差确定模块和动子位置校正模块，消除了现有无位置传感器测量法测量动子位置时引起的累计误差，提高了动子位置测量的准确性。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种无位置传感器平面开关磁阻电机动子位置校正方法，其特征在于，包括：

基于预设位置测量法获取平面开关磁阻电机的动子位置测量值；

基于所述平面开关磁阻电机对预设方波电压的电磁响应确定目标位置校正误差；

根据所述目标位置校正误差对所述动子位置测量值进行校正，以确定所述平面开关磁阻电机的动子位置实际值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述平面开关磁阻电机对预设方波电压的电磁响应确定目标位置校正误差包括：

基于平面开关磁阻电机的空闲相绕组对预设电压幅值的方波电压的电磁响应，确定所述平面开关磁阻电机的动子当前时刻是否处于特征位置点；

若所述平面开关磁阻电机的动子当前时刻处于特征位置点，则根据电机运动方向确定目标位置校正误差；

若所述平面开关磁阻电机的动子当前时刻不处于特征位置点，则将历史位置校正误差作为目标位置校正误差。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，基于平面开关磁阻电机的空闲相绕组对预设电压幅值的方波电压的电磁响应，确定所述平面开关磁阻电机的动子当前时刻是否处于特征位置点，包括：

确定所述空闲相绕组基于所述方波电压的当前响应电流；

根据所述预设电压幅值和所述当前响应电流确定所述空闲相绕组的当前磁链值；

确定所述当前磁链值是否为磁链特征值；

若所述当前磁链值为磁链特征值，则确定所述平面开关磁阻电机的动子当前时刻处于特征位置点。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，确定所述当前磁链值是否为磁链特征值包括：

确定所述当前磁链值在所述平面开关磁阻电机的磁链特性曲线中所对应的点是否为波谷点；

若所述当前磁链值在所述平面开关磁阻电机的磁链特性曲线中所对应的点是波谷点，则确定所述当前磁链值是否大于或等于预设磁链阈值；

若所述当前磁链值大于或等于预设磁链阈值，则确定所述当前磁链值是否大于在所述当前磁链值之前出现的预设数量的历史磁链波谷值；

若所述当前磁链值大于在所述当前磁链值之前出现的预设数量的历史磁链波谷值，则确定所述当前磁链值为磁链特征值。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据电机运动方向确定目标位置校正误差包括：

根据所述平面开关磁阻电机的运动方向确定目标位置校正计数；

根据所述目标位置校正计数和所述平面开关磁阻电机的定子铝块边长确定位置校正值；

根据所述位置校正值与所述动子位置测量值之差确定目标位置校正误差。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述平面开关磁阻电机的运动方向确定目标位置校正计数包括：

获取所述平面开关磁阻电机的历史位置校正计数；

若所述平面开关磁阻电机的运动方向为基于坐标轴正向运动，则将所述历史位置校正计数加1作为目标位置校正计数；

若所述平面开关磁阻电机的运动方向为基于坐标轴负向运动，则将所述历史位置校正计数减1作为目标位置校正计数。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述目标位置校正误差对所述动子位置测量值进行校正，以确定所述平面开关磁阻电机的动子位置实际值，包括：

根据所述位置校正误差与所述动子位置测量值之和确定所述平面开关磁阻电机的动子位置实际值。

8.一种无位置传感器平面开关磁阻电机动子位置校正系统，其特征在于，包括：

动子位置测量模块，用于基于预设位置测量法获取平面开关磁阻电机的动子位置测量值；

校正误差确定模块，用于基于所述平面开关磁阻电机对预设方波电压的电磁响应确定目标位置校正误差；

动子位置校正模块，用于根据所述目标位置校正误差对所述动子位置测量值进行校正，以确定所述平面开关磁阻电机的动子位置实际值。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述校正误差确定模块包括：

动子特征位置确定单元，用于基于平面开关磁阻电机的空闲相绕组对预设电压幅值的方波电压的电磁响应，确定所述平面开关磁阻电机的动子当前时刻是否处于特征位置点；

校正误差确定单元，用于若所述平面开关磁阻电机的动子当前时刻处于特征位置点，则根据电机运动方向确定目标位置校正误差；若所述平面开关磁阻电机的动子当前时刻不处于特征位置点，则将历史位置校正误差作为目标位置校正误差。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述动子特征位置确定单元包括：

响应电流确定子单元，用于确定所述空闲相绕组基于所述方波电压的当前响应电流；

磁链值确定子单元，用于根据所述预设电压幅值和所述当前响应电流确定所述空闲相绕组的当前磁链值；

磁链特征值确定子单元，用于确定所述当前磁链值是否为磁链特征值；

动子特征位置确定子单元，用于若所述当前磁链值为磁链特征值，则确定所述平面开关磁阻电机的动子当前时刻处于特征位置点。

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