CN106533302B - 基于马达绕组的反电动势电压控制马达的马达控制装置 - Google Patents

Abstract

公开了基于马达绕组的反电动势电压控制马达的马达控制装置。马达控制装置包括：被配置成确定在马达的绕组中的反电动势电压的单元；被配置成基于反电动势电压确定马达的转子的旋转位置的单元；被配置成基于旋转位置的变化确定转子的第一速度的单元；被配置成通过基于包括在第一速度中的谐波分量校正第一速度来得到第二速度的校正单元；及被配置成基于第二速度和旋转位置驱动马达的驱动单元。校正单元包括被配置成通过减小在第一速度中的由于谐波分量而出现的误差来得到第二速度的单元。

Description

基于马达绕组的反电动势电压控制马达的马达控制装置

技术领域

本发明涉及用于控制马达的马达控制装置。

背景技术

永磁马达(下文中也简称为“马达”)对于实现紧凑尺寸和较高效率是优秀的，并在包括诸如打印机和复印机的信息设备领域的各种领域中用作驱动单元。当矢量控制用作马达控制时，在马达中生成的扭矩能够被更精确地控制，且可以实现马达中更高的效率、噪声减小和振动减小。在矢量控制中需要关于马达的转子的旋转位置信息。因此，大体上，使用诸如霍尔元件或编码器的位置传感器，这导致成本和尺寸的增大。

鉴于此，无传感器方法被提出，在该方法中，转子的旋转位置基于流入马达的电流被估计，而不使用位置传感器。无传感器方法的一个示例是反电动势电压(counter-electromotive voltage)估计方法，在该反电动势电压估计方法中转子的旋转位置通过估计伴随转子旋转在马达的绕组中生成的反电动势电压而被估计。在马达绕组中生成的反电动势电压根据转子中永久磁体的磁化分布被确定。为了在马达中实现较高效率，永久磁体的磁化分布经常是梯形波磁化。是马达旋转频率整数倍的谐波分量被包括在如下反电动势电压内，该反电动势电压在具有梯形波磁化的马达绕组中生成。此外，即使在利用正弦波形磁化的情况下，由于制造中的误差，也不会实现理想的正弦波，且谐波分量包括在反电动势电压中。利用反电动势电压估计方法，转子的旋转位置在反电动势电压以正弦波形正常地改变的假设下被估计，且因此由于谐波分量而出现误差。

因此，日本专利No.5170505公开了如下配置，在该配置中，谐波分量使用低通滤波器被移除，借此减小了在估计位置中的误差。此外，日本专利No.4154149公开了如下配置，在该配置中，准备了关于马达的反电动势电压的数据表，且在考虑到反电动势电压的谐波分量的情况下电压被施加到马达，借此谐波分量被移除。此外，日本专利No.4631672公开了如下配置，在该配置中，谐波分量使用高通滤波器被提取，且估计位置的校正量基于提取的谐波分量被得到，借此减小误差。

但是，利用日本专利No.5170505中公开的配置，由低通滤波器引起的相位滞后会出现，且滞后在转子的旋转位置和旋转速度的估计中出现。由于这种滞后，控制回路的响应性和稳定性下降。利用日本专利No.4154149中公开的配置，相位滞后不会出现，但是为了得到反电动势电压数据，需要提前执行使用专用装置的测量，这降低了生产率。利用日本专利No.4631672中公开的配置，提取的谐波分量包括从反电动势电压失真产生的谐波分量和由于速度变化和负载变化而出现的谐波分量，且这些谐波分量之间无法区分，因此，在计算的旋转位置的校正量中包括误差。消除由高通滤波器引起的相位偏移的影响也是困难的，且由相位偏移引起的误差也会出现。

发明内容

根据本发明的一方面，马达控制装置包括：被配置成确定反电动势电压的反电动势电压确定单元，该反电动势电压在马达的绕组中生成；被配置成基于所确定的反电动势电压确定马达的转子的旋转位置的位置确定单元；被配置成基于每单位时间的旋转位置的变化确定第一速度的速度确定单元，该第一速度是转子的旋转速度；被配置成通过基于包括在第一速度中的谐波分量校正第一速度来得到第二速度的校正单元；和被配置成基于第二速度和旋转位置驱动马达的驱动单元。校正单元包括：被配置成提取谐波分量的提取单元；和被配置成通过减小在第一速度中的由于谐波分量而出现的误差得到第二速度的误差减小单元。

根据本发明的一方面，马达控制装置包括：被配置成确定反电动势电压的反电动势电压确定单元，该反电动势电压在马达的转子的绕组中生成；被配置成基于所确定的反电动势电压确定第一位置的位置确定单元，该第一位置是转子的旋转位置；被配置成基于包括在第一位置中的谐波分量校正第一位置以得到第二位置的校正单元；被配置成基于每单位时间的第二位置的变化确定转子的旋转速度的速度确定单元；和被配置成基于第二位置和旋转速度驱动马达的驱动单元。校正单元包括：被配置成提取谐波分量的提取单元；和被配置成通过减小在第一位置中的由于谐波分量而出现的误差来得到第二位置的误差减小单元。

本发明的更多特征将从参考附图对示例实施例的以下描述中变得清楚。

附图说明

图1是示出根据一实施例的马达控制装置的配置的图。

图2是示出根据一实施例的马达的配置的图。

图3A和图3B是示出根据一实施例的驱动电压生成单元的配置的图。

图4是示出根据一实施例的逆变器和马达之间的连接的配置的图。

图5A和图5B是示出根据一实施例的反电动势电压的图。

图6A到图6C是示出根据一实施例的估计反电动势电压、估计位置和估计速度的图。

图7是示出根据一实施例的速度FF控制单元的配置的图。

图8A和图8B是示出根据一实施例的由谐波提取单元提取的误差的图。

图9是示出根据一实施例的误差减小效果的图。

图10是根据一实施例的用于执行在存储单元中的存储的处理的流程图。

图11是根据一实施例的马达控制处理的流程图。

图12是示出根据一实施例的马达控制装置的配置的图。

图13是示出根据一实施例的位置FF控制单元的配置的图。

图14是示出根据一实施例的误差减小效果的图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本发明的示例实施例。注意，下面的实施例是示例性的且本发明不限于实施例的内容。此外，在下面的图中，在实施例的描述中不需要的构成要件从图中省略。

第一实施例

在下文中，将使用马达控制装置来描述本实施例，该马达控制装置控制具有八个极和十二个槽的三相DC无刷马达。注意，由本发明的马达控制装置控制的马达不限于是具有八个极和十二个槽的三相DC无刷马达，且例如，本发明也能够应用于其他种类的马达，比如两相步进马达。图2示出本实施例的马达1。注意，图2是与马达的旋转轴正交的面的截面图。转子11包括八极(四对)永久磁体。定子12具有十二个以30度增量布置的齿部(槽)，且绕组U、V和W围绕槽卷绕。注意，绕组U、V和W布置在不同的槽上。

图1是示出根据本实施例的马达控制装置的整体配置的图。电流检测单元2检测流入用于马达1的相应相位的绕组的电流。具体地，电流检测电阻21与用于马达的相应相位的绕组串联连接，且电流确定单元22基于电流检测电阻21的电压值确定流入用于马达1的相应相位的绕组的电流。注意，可以使用如下配置，在该配置中三个相位中的两个中的电流被检测，且在剩下的相位中的电流通过计算获得。

如后面将描述的，估计单元3输出马达1的确定的(估计的)磁极位置θ_est(在下文中也称为“估计位置”)和马达1的确定的(估计的)旋转速度(在下文中也称为“估计速度”)Vel_out。首先，反电动势电压确定单元31基于从驱动电压生成单元4输入的驱动电压命令值和从电流检测单元2输入的用于相应相位的电流检测值确定(估计)在马达1中生成的反电动势电压。具体地，首先，反电动势电压确定单元31使用下面的转换公式将用于每个相位的驱动电压命令值和电流检测值转换成在αβ坐标系中的驱动电压命令值和电流检测值。

此处，Vα和Vβ是在αβ坐标系中的驱动电压命令值，该αβ坐标系是静止坐标系，且Vu、Vv和Vw是用于U、V和W相位的驱动电压命令值。同样，iα_det和iβ_det是在αβ坐标系中的电流检测值，且iu_det、iv_det和iw_det是用于U、V和W相位的电流检测值。

反电动势电压确定单元31使用下面指示出的马达电压电流公式来基于αβ坐标系中的驱动电压命令值和电流检测值确定在αβ坐标系中的反电动势电压。

在上面的公式中，Vbackα和Vbackβ是对α相位和β相位分别估计的反电动势电压，R是马达的电阻，且L是马达的电感值。

位置估计单元32用作如下位置确定单元，该位置确定单元使用下面的公式来基于由反电动势电压确定单元31确定的反电动势电压，确定(估计)马达1的转子的磁极位置θ_est。因为反电动势电压是使用包括永久磁体的转子11和定子12之间的位置关系来确定的，所以马达的磁极位置能够基于反电动势电压被估计。注意，位置估计单元32在每个预定时间量估计磁极位置θ_est。

θ_est＝atan(-Vbackα/Vbackβ)

速度确定单元34基于马达1的估计位置θ_est确定(计算)马达1的旋转速度。具体地，速度确定单元34得到估计位置θ_est的在预定时间量上的变化量，该估计位置θ_est是由位置估计单元32在每个预定时间量估计的，且速度确定单元34通过将该变化量除以该预定时间量得到估计速度Vel_est。

速度FF(前馈)控制单元35移除由反电动势电压中的谐波分量引起的且包括在从速度确定单元34输入的估计速度Vel_est中的误差，且借此输出具有减小的误差的估计速度Vel_out。由速度FF控制单元35执行的处理将在后面详细描述。

驱动电压生成单元4基于从估计单元3输入的估计位置θ_est和估计速度Vel_out生成到马达1的驱动电压命令值。首先，速度控制单元41计算速度偏差，该速度偏差是从速度FF控制单元35输入的估计速度Vel_out和从CPU 100输入的速度命令值之间的差。另外，速度控制单元41对计算出的速度偏差执行PI控制以输出用于使马达1生成旋转扭矩的电流的幅度命令值Iamp。注意，速度命令值和幅度命令值的正负号对应于马达1的旋转方向。CPU100也用作输出速度命令值的主控制器。

电流命令生成单元42使用下面的公式基于从速度控制单元41输入的幅度命令值Iamp和由位置估计单元32输出的估计位置θ_est来输出用于相应相位的电流命令值Iu_order、Iv_order和Iw_order。

dq转换单元43使用下面的公式将用于相应相位的电流命令值转换成αβ坐标系中的电流命令值iα_order和iβ_order，该αβ坐标系是静止坐标系。然后，dq转换单元43随后使用下面的公式基于αβ坐标系中的电流命令值来得到dq坐标系中的电流命令值id_order和iq_order，该dq坐标系是旋转坐标系。

dq转换单元44包括与dq转换单元43的功能类似的功能，且将从电流检测单元2输入的、用于相应相位的电流检测值iu_det、iv_det和iw_det转换成dq坐标系中的电流检测值id_det和iq_det。

电流控制单元45计算如下电流偏差，该电流偏差是从dq转换单元43输入的电流命令值id_order和iq_order与从dq转换单元44输入的电流检测值id_det和iq_det之间的差。此外，电流控制单元45对计算出的电流偏差执行PI控制以输出dq坐标系中的马达的驱动电压命令值Vd和Vq。

dq逆转换单元46使用下面的公式将从电流控制单元45输入的、dq坐标系中的驱动电压命令值Vd和Vq转换成用于相应相位的驱动电压命令值Vu、Vv和Vw。

注意，本实施例中的驱动电压生成单元4具有其中电流检测值被使用的电流反馈控制配置，但是本发明不限于这种配置。例如，如图3A所示，可以使用这样的配置，在该配置中，马达模型计算单元47使用电流命令值和马达基本方程生成驱动电压命令值，而不是使用电流检测值。可替代地，如图3B所示，可以使用这样的配置，在该配置中，速度控制单元41计算驱动电压幅度，且电压命令生成单元49基于驱动电压幅度和估计位置生成驱动电压命令值。

返回图1，PWM信号生成单元5输出对应于驱动电压命令值Vu、Vv和Vw的脉冲宽度调制信号(PWM信号)。逆变器6由输入的PWM信号驱动，且对应于驱动电压命令值Vu、Vv和Vw的AC电压被施加到用于相应相位的绕组U、V和W。

图4示出逆变器6和马达1之间的连接的配置。逆变器6包括六个FET 611、621、631、641、651和661,以及六个二极管612、622、632、642、652和662。FET由来自PWM信号生成单元5的PWM信号驱动。二极管612、622、632、642、652和662是回流二极管。逆变器的输出与相应相位对应地被提供，并经由用于相应相位的电流检测电阻211、212和213连接到马达1的线圈U、V和W。注意，图1中示出的电流检测电阻21是对图4中的电流检测电阻211、212和213的统称。

下面将详细描述速度FF控制单元35。如上所述，速度FF控制单元35的作用是减小由反电动势电压中的谐波分量引起的且包括在由速度确定单元34确定(估计)的估计速度Vel_est中的误差，并借此得到具有减小的误差的旋转速度。首先，将参考图5A和图5B及图6A到图6C来描述包括在从速度确定单元34输入的估计速度Vel_est中的误差。注意，图5A和图5B是示出在马达1中生成的反电动势电压的图，且图6A到图6C是示出估计的反电动势电压、估计位置和估计速度的图。

当转子11旋转时，定子12的绕组的交链磁通量改变且电压根据法拉第电磁感应定律生成，这被在下面的函数表达。电压是反电动势电压Vback。

注意，在上面的公式中，N是绕组的匝数，t是时间，且φ是绕组的交链磁通量。

对于工业使用的普通小马达，梯形波形磁化经常用作转子11的磁化以增大效率。从而，当转子11旋转时，绕组的交链磁通量被转换成梯形波形，且除了基波分量之外，谐波分量也包括在反电动势电压中。图5A示出当马达1以40rps旋转时生成的反电动势电压。如图5A所示，反电动势电压具有类似于梯形的形状。图5B示出对在图5A中示出的反电动势电压波形执行频率分析的结果。如图5B所示，基波分量和多个谐波分量包括在反电动势电压中。在本例子中，马达1具有八极十二槽结构，且基波的频率是与四倍马达旋转速度相等的频率，或换言之，40×4＝160Hz。谐波分量的主频是旋转频率的8次(40×8＝320Hz)、旋转频率的20次(40×20＝800Hz)、旋转频率的28次(40×28＝1120Hz)等。

如果谐波分量包括在马达1的绕组中生成的反电动势电压中，那么谐波分量也包括在由反电动势电压确定单元31确定的反电动势电压中。图6A示出对由反电动势电压确定单元31确定的α轴的反电动势电压执行频率分析的结果。如图6A所示，类似于实际生成的反电动势电压，8次、20次和28次谐波分量被包括。注意，对β轴也同样如此。

位置估计单元32在反电动势电压为正弦波的假设下估计磁极的估计位置。从而，如果谐波分量包括在确定的反电动势电压中，由谐波分量引起的误差就将出现在磁极的估计位置中。图6B示出对由位置估计单元32输出的估计位置中的误差(或换言之，估计位置和实际磁极位置之间的差)执行频率分析的结果。如图6B所示，在8次、12次和24次谐波中的误差包括在估计位置中。

图6C示出对包括在由速度确定单元34得到的估计速度中的误差执行频率分析的结果。如图6C所示，与估计位置类似，在8次、12次和24次谐波中的误差包括在估计速度中。因而，如果谐波分量包括在从马达绕组中生成的反电动势电压中，则由包括在反电动势电压中的谐波分量引起的误差在磁极位置和马达旋转速度的估计值中出现。

在马达绕组中生成的反电动势电压中所包括的基波分量和谐波分量的幅度与马达旋转速度成比例。因此，由包括在估计速度中的谐波分量引起的误差与马达旋转速度成比例。注意，因为基波分量和谐波分量的幅度与旋转速度成比例地一起增大，所以即使旋转速度改变，基波和谐波的幅度的比例也不改变。从而，包括在由位置估计单元32估计的磁极位置中的误差不根据马达旋转速度改变。注意，谐波频率与马达旋转速度成比例，且速度确定单元34根据估计位置的时间变化确定旋转速度，且因此包括在估计速度Vel_est中的误差与旋转速度成比例。

下面，将描述由速度FF控制单元35执行的处理。图7是示出速度FF控制单元35的配置的图。谐波提取单元351用作如下提取单元，该提取单元提取由反电动势电压中的谐波分量引起的且包括在估计速度Vel_est中的误差。具体地，平均速度确定单元352计算估计速度Vel_est的平均速度。减法器353通过从估计速度Vel_est减去平均速度来提取在估计速度中的由于反电动势电压中的谐波分量而出现的误差。

在估计速度中的由反电动势电压中的谐波分量引起的误差与马达的旋转位置相关。从而，存储单元354在存储单元中与估计位置相关联地存储在估计速度中的由于谐波分量而出现且从谐波提取单元351输出的误差。由谐波分量引起的误差包括在从位置估计单元32输出的估计位置中。同步信号生成单元355使用锁相环(PLL)减小包括在输入的估计位置中的误差且输出具有减小的误差的估计位置。由于PLL的影响，相位滞后出现在位置信号中，但是因为相位滞后是常数值，所以它不是问题。注意，也可以使用低通滤波器来代替PLL。

存储单元354在存储单元中与估计位置相关联地存储估计速度中的由于谐波分量而出现的且从谐波提取单元351输出的误差，该估计位置具有由同步信号生成单元355减小的误差。

存储单元354是与从同步信号生成单元355输入的位置信号相关联地存储从谐波提取单元351输入的误差的存储单元。图8A示出展示出通过从估计速度Vel_est减去平均速度得到的误差(实际数据)和存储单元354中存储的误差(存储数据)的图，且图8B是图8A的放大图。

幅度调节单元356基于估计速度Vel_est调节从存储单元354输入的误差。如前所述，包括在估计速度中的误差与旋转速度成比例。因此，通过将估计速度的平均值除以存储运行速度而得到的值被乘以误差，且借此误差值能够被调节成对应于旋转速度的值。此处，存储运行速度是马达1的如下旋转速度，在该速度处，谐波分量的存储操作被启动。注意，可以使用目标速度等而不是估计速度的平均值。谐波移除单元357用作如下误差减小单元，该误差减小单元输出其中误差通过从输入自速度确定单元34的估计速度Vel_est中减去从幅度调节单元356输入的误差而被减小的估计速度Vel_out。注意，减法与对应的估计位置同步执行。即，将被从某位置处的估计速度减去的误差是该位置处的误差。类似地，速度FF控制单元35用作如下校正单元，该校正单元提取包括在估计速度Vel_est中的谐波分量、基于提取的谐波分量校正估计速度Vel_est且输出校正后的估计速度Vel_out。

图9示出速度FF控制单元35的效果。在图9中，速度FF控制单元35的操作在从0秒到0.125秒的时段中被停止，且速度FF控制单元35被允许在从0.125秒到0.25秒的时段中操作。在图9中，可以理解的是，由反电动势电压中的谐波引起的且包括在估计速度中的误差被速度FF控制单元35减小。速度FF控制单元35的误差减小效果根据提取谐波分量的精度被确定。在下文中，将描述增大提取谐波分量的精度的条件。

如果反馈控制中速度控制的控制增益是大的，那么马达遵循估计速度中的误差，包括在估计速度中的谐波分量看起来变得较小，且误差不能被精确提取。因此，当谐波分量将被提取时，与不提取谐波分量的情况相比，使反馈控制的控制增益更小来执行提取是高效的。此外，如果在马达转轴上有大的负载变化，那么除由谐波分量引起的误差外的许多频率分量将被包括在估计速度中且误差不能被精确提取。因此，当谐波分量将被提取时，与不提取谐波分量的情况相比，使马达转轴上的负载变化更小是高效的。例如，如果有多个负载被马达驱动，可以使用这样的配置，在该配置中，负载中的全部或负载中的至少一个通过使用离合器等而被断开。换言之，马达的驱动力不被传送到负载中的全部或负载中的至少一个。此外，如果马达的旋转速度是大的，那么对于具有与旋转速度成比例的频率的扭矩变化(例如扭矩脉动)的马达响应性下降，除谐波分量外的误差下降，且提取误差的精度增大。从而，当提取谐波分量时，与不提取谐波分量的情况相比，使马达的旋转速度更大是高效的。此外，如果马达的驱动电流是大的，电流的SN比增大，且提取由谐波分量引起的误差的效率增大。从而，当提取谐波分量时，与不提取谐波分量的情况相比，使马达的驱动电流更大是高效的。即，当提取谐波分量时，与不提取谐波分量的情况相比，使马达的扭矩更大来执行提取是高效的。此外，当对多个实例的数据求平均时，没有周期性的误差的影响能够被减小。从而，使用这样的配置，在该配置中在转子的多次旋转上提取谐波分量，基于在转子的相同旋转位置处的谐波分量的平均值得到误差，且误差被减小。结果，没有周期性的误差的影响能够被减小。

下面，将描述马达控制装置的操作流程。图10是示出这样的方法的流程图，在该方法中存储单元354存储由谐波分量引起的误差。当存储操作由CPU 100命令时，马达控制装置开始图10的处理。注意，在存储操作被命令之前，电流命令不从电流命令生成单元42输出且马达被停止。

当存储操作由CPU 100命令时，在步骤S101，马达控制装置将以上描述的条件(例如控制增益和扭矩)设置成适合提取谐波分量的预先确定的条件。在步骤102中，电流命令生成单元42执行电流命令值的输出且马达旋转。当马达旋转速度达到步骤S103中的存储运行速度时，在步骤S104中，存储单元354开始对由谐波分量引起的误差的存储。注意，如上面所述，存储单元354基于由同步信号生成单元355输出的位置信号存储由谐波分量引起的误差。此后，在步骤S105中，当马达旋转预定的次数n时，在步骤S106中，存储单元354结束存储操作。注意，存储操作所需的旋转数目只需要根据将被移除的谐波的频率被确定，且只需要是至少一个或更多个电气角度旋转。存储操作结束后，当CPU 100在步骤S107中给出停止马达的指令时，电流命令生成单元42在步骤S108中停止输出电流命令值，且马达停止。

图11是示出这样的方法的流程图，在该方法中，马达控制装置通过基于存储在存储单元354中的由谐波分量引起的误差减小包括在估计速度Vel_est中的误差来控制马达。当开始马达旋转的命令从CPU 100输出时，在步骤S201，电流命令生成单元42输出电流命令值且马达旋转。在步骤S202中，谐波移除单元357通过基于从存储单元354输出的由谐波分量引起的误差校正估计速度Vel_est来得到估计速度Vel_out。然后，驱动电压生成单元4基于估计电压Vel_out生成用于驱动马达的电压。此后，在步骤S203中，速度控制被执行直到马达停止命令从CPU 100输出为止。在步骤203中，当马达停止命令从CPU 100输出时，在步骤S204中，电流命令生成单元42停止输出电流命令值且马达停止。如上所述，通过减小由谐波分量引起的误差，可以减小在马达旋转操作时的旋转错位、振动和噪声。

注意，能够使用这样的配置，在该配置中存储单元354只在工厂中装配时或在启动马达控制装置时存储由谐波分量引起的误差。此外，其中每次电源开启时实施存储操作的配置是可以的，且其中每次马达的旋转开始时实施存储操作的配置是可以的。

根据上面的描述，具有减小的旋转错位、振动和噪声的马达控制能够通过由速度FF控制单元35减小包括在估计速度中的误差来执行。

第二实施例

下面，将描述具有不同于第一实施例的点的关注点的第二实施例。图12是示出根据本实施例的马达控制装置的配置的图。估计单元3的配置不同于第一实施例中估计单元3的配置，且在下文中，将描述在图12中示出的估计单元3。在图12中示出的本实施例的估计单元3中，反电动势电压确定单元31和位置估计单元32类似于图1中示出的第一实施例中的反电动势电压确定单元31和位置估计单元32，且因而，位置估计单元32输出估计位置θ_est。位置FF控制单元73减小包括在估计位置θ_est中的由谐波引起的误差且输出由误差减小产生的估计位置θ_out到速度确定单元34。由速度确定单元34执行的处理类似于第一实施例的由速度确定单元34执行的处理。但是，本实施例的速度确定单元34基于具有减小的误差的估计位置θ_out得到估计速度，且因此输出具有减小的误差的估计速度Vel_out。注意，如图12所示，估计速度Vel_out也输入到位置FF控制单元73。

图13是示出根据本实施例的位置FF控制单元73的配置的图。谐波提取单元731的基波生成单元732输出基于估计速度Vel_out得到的旋转位置和估计位置θ_est两者的平均值作为基波。注意，也可以使用这样的配置，在该配置中估计速度Vel_out的平均值被得到且旋转位置基于平均值被得到。减法器733通过从估计位置θ_est减去由基波生成单元732输出的平均值来提取包括在估计位置θ_est中的谐波分量。由存储单元734、同步信号生成单元735和谐波移除单元736执行的后续处理类似于第一实施例中的处理。

图14是示出位置FF控制单元73的效果的图。位置FF控制单元73的操作从0秒到0.125秒被停止，且位置FF控制单元73被允许从0.125秒到0.25秒操作。根据图14，能够理解，可以使用位置FF控制单元73来减小由包括在估计位置中的谐波分量引起的误差。在本实施例中，速度确定单元34基于由误差减小产生的估计位置确定旋转速度，且因而，可以得到具有减小的误差的旋转速度，该误差由反电动势电压中的谐波分量引起。

注意，如上所述，包括在估计位置处的由反电动势电压中的谐波分量引起的误差的幅度不根据马达的旋转速度改变。从而，存储单元734中存储的由谐波分量引起的误差只需要以任意旋转速度测量一次，且任意旋转速度处的估计位置的误差能够使用存储在存储单元734中的由谐波分量引起的误差而被减小。

根据上面的描述，包括在估计位置和估计速度中的误差能够由位置FF控制单元73减小。通过使用具有小误差的估计速度，可以减小马达中的旋转错位、振动和噪声。此外，通过使用具有小误差的估计位置，可以防止由驱动电压生成单元4控制马达时的电流命令中的相位偏移等引起的效率降低。

其他实施例

本发明的实施例也能够由***或装置的计算机实现，该计算机读出并执行在存储介质(也能够较完全地称为‘非瞬时性计算机可读存储介质’)上记录的计算机可执行指令(例如一个或多个程序)以执行上述实施例中一个或多个的功能，和/或该计算机包括用于执行上述实施例中的一个或多个的功能的一个或多个电路(例如专用集成电路(ASIC))，且能通过由该***或装置的计算机执行的方法实现，例如，通过从存储介质读取和执行计算机可执行指令以执行上述实施例中的一个或多个的功能和/或控制一个或多个电路以执行上述实施例中的一个或多个的功能。计算机能够包含一个或多个处理器(例如，中央处理单元(CPU)，微处理单元(MPU))且能够包括单独的计算机或单独的处理器的网络以读取和执行计算机可执行指令。计算机可执行指令能够例如从网络或存储介质被提供给计算机。存储介质能够包括例如硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、分布式计算***的存储、光盘(例如压缩光碟(CD)、数字多功能盘(DVD)或蓝光光盘(BD)^TM)、闪存设备、存储卡等中的一个或多个。

其它实施例

本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给***或装置，该***或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。

尽管本发明参考示例实施例被描述，可以理解，本发明不限于公开的示例实施例。下面的权利要求的范围将被赋予最宽广的解释以便涵盖所有这些修改和等同结构和功能。

Claims (15)

1.一种马达控制装置，其特征在于，包括：

反电动势电压确定器，被配置成确定在马达的绕组中生成的反电动势电压；

位置确定器，被配置成基于由反电动势电压确定器所确定的反电动势电压来确定马达的转子的旋转位置；

速度确定器，被配置成基于在预定时段中的旋转位置的变化量来确定第一速度，该第一速度是转子的旋转速度；

控制器，被配置为(i)计算在控制马达使得转子以预定速度旋转的状态下由速度确定器确定的多个第一速度的平均值，(ii)计算平均值与多个第一速度之一之间的差值，以及(iii)基于差值和由速度确定器确定的第一速度二者，控制在马达的绕组中流动的驱动电流；

存储器，被配置为存储由控制器计算的差值；及

校正器，被配置成通过基于存储在存储器中的差值校正第一速度来得到第二速度，

其中，控制器执行反馈控制，其中驱动电流被控制使得表示马达的转子的目标速度的指示速度与第二速度之间的偏差减小。

2.根据权利要求1所述的马达控制装置，其中，

控制器通过从多个第一速度之一中减去该平均值来计算插值。

3.根据权利要求1所述的马达控制装置，其中，

控制器通过根据第一速度校正差值且从第一速度中减去校正后的差值来得到第二速度。

4.根据权利要求1所述的马达控制装置，其中，

第一速度和差值与由位置确定器确定的每个旋转位置相关联，及

校正器基于与每个旋转位置相关联的差值来校正第一速度。

5.根据权利要求4所述的马达控制装置，其中：

存储器与由位置确定器确定的每个旋转位置相关联地存储差值，及

校正器基于存储在存储器中的差值来校正第一速度。

6.根据权利要求5所述的马达控制装置，其中，

与相同旋转位置对应的差值的平均值被存储在存储器中。

7.根据权利要求6所述的马达控制装置，其中，

当计算平均值和差值时的反馈控制的控制增益小于当控制马达的绕组中流动的电流时的反馈的控制增益。

8.根据权利要求6所述的马达控制装置，其中，

当计算平均值和差值时的预定速度大于当控制马达的绕组中流动的电流时的旋转速度。

9.根据权利要求6所述的马达控制装置，其中，

当计算平均值和差值时提供给马达的驱动电流大于当控制马达的绕组中流动的电流时提供给马达的驱动电流。

10.一种马达控制装置，其特征在于，包括：

反电动势电压确定器，被配置成确定在马达的转子的绕组中生成的反电动势电压；

位置确定器，被配置成基于由反电动势电压确定器所确定的反电动势电压来确定第一位置，该第一位置是转子的旋转位置；

控制器，被配置为(i)计算在转子以预定速度旋转的状态下由位置确定器确定的多个第一位置的平均值，(ii)计算平均值与多个第一位置之一之间的差值，以及(iii)基于差值，控制在马达的绕组中流动的驱动电流；

存储器，被配置为存储由控制器计算的差值；及

校正器，被配置成通过基于在存储器中存储的差值来校正第一位置以得到第二位置；及

速度确定器，被配置成基于在预定时段中的第二位置的变化量来确定转子的旋转速度，

其中，控制器控制驱动电流，使得表示马达的转子的目标位置的指示位置与第二位置之间的偏差减小。

11.根据权利要求10所述的马达控制装置，其中，

控制器通过从多个第一位置之一减去第一位置和基于由速度确定器确定的旋转速度得到的旋转位置两者的平均值来计算差值。

12.根据权利要求10所述的马达控制装置，其中，

存储器与每个第一位置相关联地存储差值，并且

与相同旋转位置对应的差值的平均值被存储在存储器中。

13.根据权利要求10所述的马达控制装置，其中，

存储器与每个第一位置相关联地存储差值，

控制器基于反馈控制来控制驱动电流，及

当计算平均值和差值时的反馈控制的控制增益小于当控制在马达的绕组中流动的电流时的反馈控制的控制增益。

14.根据权利要求10所述的马达控制装置，其中，

存储器与每个第一位置相关联地存储差值，以及

当计算平均值和差值时的预定速度大于当控制在马达的绕组中流动的电流时的旋转速度。

15.根据权利要求10所述的马达控制装置，其中，

存储器与每个第一位置相关联地存储差值，及

当计算平均值和差值时提供给马达的驱动电流大于当控制在马达的绕组中流动的电流时提供给马达的驱动电流。