[发明专利]一种电机转角实时估计方法与装置

权利要求书

1.一种电机转角实时估计方法，其特征在于包含下述步骤：

(1)捕获中断时，读取用于实施所述电机转角实时估计方法的数字控制器的内部时钟CTR当前计数值，读取后立即将CTR计数值清零；

(2)计算CTR当前计数值与前一次CTR计数值的差值CAP1，根据数字控制器内部时钟周期T₀，得到电机旋转电角度所对应的时间T＝CAP1·T₀；计算电机角速度并保存本次CTR计数值，供下次比较使用；

(3)读取所述数字控制器的N个通用数字输入端口的电平值，根据用于检测转子区间的数字式位置传感器与转子位置对应关系，得到转子位置所在区间；

(4)根据位置信号跳变前转子位置所在区间和转子转向，确定位置信号跳变后转子位置所在区间的初始位置角θ₀，并保存记录本次数字式位置传感器的电平逻辑；

(5)定时中断服务程序每隔Δt执行一次；读取上述控制器内部时钟CTR当前计数值，得到位置信号跳变后至当前时刻所对应的时间：△T＝CTR·T₀，预估出转子当前的转子位置角预估值θ＝θ₀+ω·△T；

(6)将转子当前的转子位置角预估值θ的范围限定在0～360°；

(7)调用步骤(3)，确定转子位置所在区间；

(8)根据当前转子位置所在区间，对步骤(6)中所述转子当前的转子位置角预估值θ的有效性进行监控；当转子位置角预估值超出转子位置所在区间时，则根据转子位置角预估值有效性关系表对转子位置角预估值的合理性进行判断并修正；

(9)将修正后的转子位置角预估值θ用于旋转坐标变换，实现矢量控制算法。

2.一种用于实现权利要求1所述方法的装置，其特征在于，含有一个数字控制器和一个异或门电路；其中：

所述数字控制器包含一个捕获输入端口，N个通用数字输入端口，M个输出端口；所述N个通用数字输入端口分别与N个数字式位置传感器的输出相连；N个数字式位置传感器的输出同时连接至一个具有N路输入端的异或门电路，所述异或门电路的输出端与上述数字控制器的捕获输入端口相连；上述数字控制器的输出端口包含M个PWM端口，用于输出脉宽调制PWM波，对电机各相电压进行控制，其中M与电机相数相同；数字控制器通过调制PWM波的脉宽，改变控制电压大小；

所述数字控制器内部含有一个捕获触发中断源和一个定时中断源；所述捕获触发中断源的信号来自于所述捕获输入端口，为上下边沿触发中断；所述定时中断源来自系统内部定时器，定时周期为Δt；

该装置中要求与所述数字控制器和异或门相连的N个数字式位置传感器安装角之间的电角度为对于仅装有两个数字式位置传感器的特定情况，间隔电角度为90°；对于装有三个以上数字式位置传感器一般情况，间隔电角度为各路数字式位置传感器每变化180°电角度，其输出信号发生电平翻转；电机连续运行时，对于仅装有两个数字式位置传感器的特定情况，每隔90°电角度产生一次位置信号跳变；对于装有三个以上数字式位置传感器一般情况，每隔电角度产生一次位置信号跳变；当位置信号跳变时，所述数字控制器执行捕获中断服务程序。