CN111740656A - 一种电机控制方法及相关装置 - Google Patents

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CN111740656A CN202010556924.5A CN202010556924A CN111740656A CN 111740656 A CN111740656 A CN 111740656A CN 202010556924 A CN202010556924 A CN 202010556924A CN 111740656 A CN111740656 A CN 111740656A
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张三艳
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    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
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Abstract

本申请实施例提供一种电机控制方法及相关装置。该方法包括：接收反转指令，所述反转指令用于指示电机以目标转速和目标方向启动；基于所述反转指令控制所述电机减速；在满足第一条件的情况下，控制所述电机制动停机，所述第一条件包括所述电机当前转速为零或所述目标方向与所述电机当前转动方向相反；以所述反转指令启动所述电机。本申请所提供的方法和装置，采用了电机正反转切换时的控制策略，实现了在尽可能短的时间内迅速关停风扇并反转启动风扇的情况下，提高风扇电机启动的成功率的效果，也提高了电机的效率，进而提高了电机的安全性及可靠性。

Description

一种电机控制方法及相关装置
技术领域
本申请涉及电机技术领域，尤其涉及一种电机控制方法及相关装置。
背景技术
对于现有的不具备位置传感器的电机，其启动方法通常是先对转子进行初始定位，然后对电机转子执行电流拖动，接着切换为闭环控制，即在电流频率大于预设目标电流值时，由于电机已具备足够大的反电势，则可控制电机切换至闭环控制，从而完成了电机的启动工作。
在风扇的电机启动时，风扇可能处于静止、正转、反转三种状态。在风扇高速反转的情况下启动(如在大风等外界环境影响下，风扇在以一定的转速朝着电机正常运行时相反的方向转动)，容易引起风扇的电机过流，损坏控制器，导致电机退磁，从而导致风扇启动失败。
然而，因为风扇的转动惯量很大，在实际的应用场景中又要求风扇停止和反转的时间越短越好。因此，在尽可能短的时间内迅速关停风扇并反转启动风扇的情况下，如何提高风扇电机启动的成功率，成为了技术领域中重要的研究课题。
发明内容
本申请实施例公开了一种电机控制方法及相关装置，采用了电机正反转切换时的控制策略，实现了在尽可能短的时间内迅速关停风扇并反转启动风扇的情况下，提高风扇电机启动的成功率的效果，也提高了电机的效率，进而提高了电机的安全性及可靠性。
第一方面，本申请实施例公开了一种电机控制方法，包括：
接收反转指令，所述反转指令用于指示电机以目标转速和目标方向启动；
基于所述反转指令控制所述电机减速；
在满足第一条件的情况下，控制所述电机制动停机，所述第一条件包括所述电机当前转速为零或所述目标方向与所述电机当前转动方向相反；
以所述反转指令启动所述电机。
本申请实施例中，电机接收到反转指令后，先减速停止，当电机带动的风扇减速到停止时，电机制动停机，然后再以上述反转指令启动电机。因为在风扇减速停止过程中，可能会受到有风吹动或者无风等外部环境影响，并且风扇具有很大的转动惯量，但是观测器在转速极低或趋近于停止的时候估测的结果并不准确，因此判断风扇电机是否减速停止成为核心难点，本实施例采用估测转速方向和目标方向相反或电机当前转速为零作为判断依据，即判断是否满足上述第一条件，可以较为准确的判断风扇电机是否减速停止，当满足第一条件时，电机经过一段时间的能耗制动停机，保证风扇为静止状态，然后以接收到的反转指令进入启动控制。通过上述方法，可以实现在尽可能短的时间内迅速关停风扇并反转启动风扇的情况下，提高风扇电机启动的成功率的效果，提高电机的效率，进而提高电机的安全性及可靠性。
在第一方面的一种可能的实施方式中，所述方法还包括：
在不满足所述第一条件的情况下，所述电机减速，直至满足所述第一条件为止。
在第一方面的又一种可能的实施方式中，所述电机减速之后，还包括：
在所述电机接收到反转停止指令的情况下，若所述电机满足第二条件，所述电机制动停机，所述第二条件包括所述电机当前转速小于第一转速或所述目标方向与所述电机当前转动方向相反，所述反转停止指令用于指示停止以所述反转指令启动所述电机。
在第一方面的又一种可能的实施方式中，所述方法还包括：
在所述电机接收到所述反转停止指令的情况下，若所述电机不满足所述第二条件，所述电机减速，直至满足所述第二条件为止。
在第一方面的又一种可能的实施方式中，所述以所述反转指令启动所述电机，包括：
检测所述电机当前转速和当前转动方向；
在所述电机处于正转状态的情况下，若所述电机当前转速小于第一阈值且大于第二阈值，按照所述目标转速和所述目标方向切入双闭环控制，所述正转状态为所述电机的当前转动方向与所述目标方向相同。
在本申请实施例中，对以反转指令启动电机进行了更进一步的阐述，因为在电机制动停机环节可能会出现一些制动故障，从而导致风扇在反转启动前还是处于摆动状态，如果直接启动电机，可能会导致逆变器损坏等问题，如果风扇处于高速反转情况下启动容易引起过流，损坏控制器和导致电机退磁，直接导致电机启动失败，故为了确保风扇电机安全可靠启动，需在电机启动前对风扇电机进行转速和转动方向辨识，判断顺逆风，判断电机处于正转状态或反转状态，并对处于不同情况下的电机执行相应操作。本实施例阐述了在反转启动前先估测电机当前转速，然后设定在电机处于正转状态的情况下，如果电机当前转速小于第一阈值且大于第二阈值，直接按照反转指令中的目标转速和目标方向切入双闭环控制，即电流环和速度环双闭环启动电机，上述的第一阈值和第二阈值均为根据电机启动场景下进行的设定，不同应用场景下第一阈值/第二阈值可以是不同的；另一方面，电机的当前转速可以由位置估算算法得到，具体的方式可以是通过隆伯格观测器和锁相环(phase locked loop，PLL)估测得到。如此可以提高风扇电机启动的成功率的效果，提高电机的效率，进而提高电机的安全性及可靠性。
在第一方面的又一种可能的实施方式中，所述方法还包括：
在所述电机处于所述正转状态的情况下，若所述电机当前转速不小于所述第一阈值，不启动所述电机，直至检测到所述电机当前转速小于所述第一阈值为止。
本申请实施例阐述了设定在电机处于正转状态的情况下，如果电机当前转速不小于第一阈值，则不启动电机，直到检测到电机当前转速小于第一阈值为止，可以提高电机的安全性及可靠性。
在第一方面的又一种可能的实施方式中，所述方法还包括：
在所述电机处于所述正转状态的情况下，若所述电机当前转速不大于所述第二阈值，启动电流控制；
按照所述目标转速和所述目标方向切入双闭环控制。
本申请实施例阐述了设定在电机处于正转状态的情况下，如果电机当前转速不大于第二阈值，则启动电流环，通过电流环拖动电机启动，然后随着电机当前转速的递增再启动速度环带动电机，可以提高风扇电机启动的成功率的效果，提高电机的效率，进而提高电机的安全性及可靠性。
在第一方面的又一种可能的实施方式中，所述方法还包括：
在所述电机处于反转状态的情况下，若所述电机当前转速小于第三阈值且大于第四阈值，制动停机，所述反转状态为所述电机的当前转动方向与所述目标方向相反；
启动电流控制；
按照所述目标转速和所述目标方向切入双闭环控制。
本申请实施例阐述了设定在电机处于反转状态的情况下，如果电机当前转速小于第三阈值且大于第四阈值，电机先制动停机，然后再启动电流控制，通过电流环闭环拖动电机反转启动，然后随着电机当前转速的递增再启动速度环带动电机，上述的第三阈值和第四阈值均为根据电机启动场景下进行的设定，不同应用场景下第三阈值/第四阈值可以是不同的。如此可以提高风扇电机启动的成功率的效果，提高电机的效率，进而提高电机的安全性及可靠性。
在第一方面的又一种可能的实施方式中，所述方法还包括：
在所述电机处于所述反转状态的情况下，若所述电机当前转速不小于所述第三阈值，不启动所述电机，直至检测到所述电机当前转速小于所述第三阈值为止。
本申请实施例阐述了设定在电机处于反转状态的情况下，如果电机当前转速不小于第三阈值，则不启动电机，直到检测到电机当前转速小于第三阈值为止，可以提高电机的安全性及可靠性。
在第一方面的又一种可能的实施方式中，所述方法还包括：
在所述电机处于所述反转状态的情况下，若所述电机当前转速不大于所述第四阈值，启动电流控制；
按照所述目标转速和所述目标方向切入双闭环控制。
本申请实施例阐述了设定在电机处于反转状态的情况下，如果电机当前转速不大于第四阈值，则启动电流环，通过电流环拖动电机启动，然后随着电机当前转速的递增再启动速度环带动电机，可以提高风扇电机启动的成功率的效果，提高电机的效率，进而提高电机的安全性及可靠性。
第二方面，本申请实施例公开了一种电机控制装置，包括：
接收单元，用于接收反转指令，所述反转指令用于指示电机以目标转速和目标方向启动；
减速单元，用于基于所述反转指令控制所述电机减速；
制动单元，用于在满足第一条件的情况下，控制所述电机制动停机，所述第一条件包括所述电机当前转速为零或所述目标方向与所述电机当前转动方向相反；
启动单元，用于以所述反转指令启动所述电机。
本申请实施例中，电机接收到反转指令后，先减速停止，当电机带动的风扇减速到停止时，电机制动停机，然后再以上述反转指令启动电机。因为在风扇减速停止过程中，可能会受到有风吹动或者无风等外部环境影响，并且风扇具有很大的转动惯量，但是观测器在转速极低或趋近于停止的时候估测的结果并不准确，因此判断风扇电机是否减速停止成为核心难点，本实施例采用估测转速方向和目标方向相反或电机当前转速为零作为判断依据，即判断是否满足上述第一条件，可以较为准确的判断风扇电机是否减速停止，当满足第一条件时，电机经过一段时间的能耗制动停机，保证风扇为静止状态，然后以接收到的反转指令进入启动控制。通过上述方法，可以实现在尽可能短的时间内迅速关停风扇并反转启动风扇的情况下，提高风扇电机启动的成功率的效果，提高电机的效率，进而提高电机的安全性及可靠性。
在第二方面的一种可能的实施方式中，所述减速单元，还用于在不满足所述第一条件的情况下，所述电机减速，直至满足所述第一条件为止。
在第二方面的又一种可能的实施方式中，所述制动单元，还用于所述电机减速之后，在所述电机接收到反转停止指令的情况下，若所述电机满足第二条件，所述电机制动停机，所述第二条件包括所述电机当前转速小于第一转速或所述目标方向与所述电机当前转动方向相反，所述反转停止指令用于指示停止以所述反转指令启动所述电机。
在第二方面的又一种可能的实施方式中，所述减速单元，还用于在所述电机接收到所述反转停止指令的情况下，若所述电机不满足所述第二条件，所述电机减速，直至满足所述第二条件为止。
在第二方面的又一种可能的实施方式中，所述装置还包括：
检测单元，用于检测所述电机当前转速和当前转动方向；
所述启动单元，具体用于在所述电机处于正转状态的情况下，若所述电机当前转速小于第一阈值且大于第二阈值，按照所述目标转速和所述目标方向切入双闭环控制，所述正转状态为所述电机的当前转动方向与所述目标方向相同。
在本申请实施例中，对以反转指令启动电机进行了更进一步的阐述，因为在电机制动停机环节可能会出现一些制动故障，从而导致风扇在反转启动前还是处于摆动状态，如果直接启动电机，可能会导致逆变器损坏等问题，如果风扇处于高速反转情况下启动容易引起过流，损坏控制器和导致电机退磁，直接导致电机启动失败，故为了确保风扇电机安全可靠启动，需在电机启动前对风扇电机进行转速和转动方向辨识，判断顺逆风，判断电机处于正转状态或反转状态，并对处于不同情况下的电机执行相应操作。本实施例阐述了在反转启动前先估测电机当前转速，然后设定在电机处于正转状态的情况下，如果电机当前转速小于第一阈值且大于第二阈值，直接按照反转指令中的目标转速和目标方向切入双闭环控制，即电流环和速度环双闭环启动电机，上述的第一阈值和第二阈值均为根据电机启动场景下进行的设定，不同应用场景下第一阈值/第二阈值可以是不同的。如此可以提高风扇电机启动的成功率的效果，提高电机的效率，进而提高电机的安全性及可靠性。
在第二方面的又一种可能的实施方式中，所述启动单元，还用于在所述电机处于所述正转状态的情况下，若所述电机当前转速不小于所述第一阈值，不启动所述电机，直至检测到所述电机当前转速小于所述第一阈值为止。
本申请实施例阐述了设定在电机处于正转状态的情况下，如果电机当前转速不小于第一阈值，则不启动电机，直到检测到电机当前转速小于第一阈值为止，可以提高电机的安全性及可靠性。
在第二方面的又一种可能的实施方式中，所述启动单元，还用于在所述电机处于所述正转状态的情况下，若所述电机当前转速不大于所述第二阈值，启动电流控制；还用于按照所述目标转速和所述目标方向切入双闭环控制。
本申请实施例阐述了设定在电机处于正转状态的情况下，如果电机当前转速不大于第二阈值，则启动电流环，通过电流环拖动电机启动，然后随着电机当前转速的递增再启动速度环带动电机，可以提高风扇电机启动的成功率的效果，提高电机的效率，进而提高电机的安全性及可靠性。
在第二方面的又一种可能的实施方式中，所述启动单元，还用于在所述电机处于反转状态的情况下，若所述电机当前转速小于第三阈值且大于第四阈值，制动停机，所述反转状态为所述电机的当前转动方向与所述目标方向相反；还用于启动电流控制；还用于按照所述目标转速和所述目标方向切入双闭环控制。
本申请实施例阐述了设定在电机处于反转状态的情况下，如果电机当前转速小于第三阈值且大于第四阈值，电机先制动停机，然后再启动电流控制，通过电流环闭环拖动电机反转启动，然后随着电机当前转速的递增再启动速度环带动电机，上述的第三阈值和第四阈值均为根据电机启动场景下进行的设定，不同应用场景下第三阈值/第四阈值可以是不同的。如此可以提高风扇电机启动的成功率的效果，提高电机的效率，进而提高电机的安全性及可靠性。
在第二方面的又一种可能的实施方式中，所述启动单元，还用于在所述电机处于所述反转状态的情况下，若所述电机当前转速不小于所述第三阈值，不启动所述电机，直至检测到所述电机当前转速小于所述第三阈值为止。
本申请实施例阐述了设定在电机处于反转状态的情况下，如果电机当前转速不小于第三阈值，则不启动电机，直到检测到电机当前转速小于第三阈值为止，可以提高电机的安全性及可靠性。
在第二方面的又一种可能的实施方式中，所述启动单元，还用于在所述电机处于所述反转状态的情况下，若所述电机当前转速不大于所述第四阈值，启动电流控制；还用于按照所述目标转速和所述目标方向切入双闭环控制。
本申请实施例阐述了设定在电机处于反转状态的情况下，如果电机当前转速不大于第四阈值，则启动电流环，通过电流环拖动电机启动，然后随着电机当前转速的递增再启动速度环带动电机，可以提高风扇电机启动的成功率的效果，提高电机的效率，进而提高电机的安全性及可靠性。
第三方面，本申请实施例公开了一种电机控制的电子设备，该电子设备包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，当所处计算成程序在所述处理器上运行时，执行如第一方面或者第一方面的任意一种可能的实施方式中所述的方法。
第四方面，本申请实施例公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序在一个或多个处理器上运行时，执行如第一方面或者第一方面的任意一种可能的实施方式中所述的方法。
第五方面，本申请实施例公开了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面及其任一种可选的实现方式的方法。
在本申请中，采用了估测转速方向和目标方向相反或电机当前转速为零作为判断依据，和电机正反转切换时相应的控制策略，实现了在尽可能短的时间内迅速关停风扇并反转启动风扇的情况下，提高风扇电机启动的成功率的效果，也提高了电机的效率，进而提高了电机的安全性及可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本申请实施例或背景技术中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种电机控制方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种电机控制方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的又一种电机控制方法的流程示意图；
图4a为本申请实施例提供的一种电机物理模型示意图；
图4b为本申请实施例提供的一种渐进状态观测器的结构示意图；
图4c为本申请实施例提供的一种锁相环PLL位置检测原理示意图；
图5为本申请实施例提供的一种电机控制装置的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的一种电机控制设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请实施例方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。
本申请的说明书实施例和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或优先级。本申请的说明书实施例和权利要求书中的术语“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。方法、***、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。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本申请实施例提供了一种电机正反转控制方法，为了更清楚地描述本申请的方案，下面先介绍一些与电机正反转控制相关的知识。
隆伯格观测器：是解决动态***控制率问题的一种方法，建立状态向量的一个估计值的技术，确定状态向量的一个适当近似值并把这个值代入理想的控制律。隆伯格观测器法适用于其中可用测量结果受噪声污染不太严重的情况，并且产生阶数比被观测***的阶数低的一个动态***。对电液控制***进行最优控制,进行极点配置以及其它许多控制形式，都必须采取***状态反馈的形式，但是往往得不到***的所有状态，因此就要采用状态估值器来得到状态的估值，进而实现所要求的控制规律；鉴于电液***的特点，采用隆伯格观测器进行降维状态估值，该装置已应用在材料试验机的电液力控制***中,并得到满意的结果。对于脉冲宽度调制整流器采用前馈控制策略加装负载电流传感器所产生的问题，产生了一种基于隆伯格观测器理论的无电流传感器的前馈控制策略，即采用基于隆伯格状态观测器的方法取代电流传感器对负载电流进行测量，避免了安装电流传感器所带来的增加线路电感、安装位置困难等问题，尤其当母线挂接多个逆变器负载需要多个传感器时，采用该方法可大大降低成本，提高***的可靠性。
锁相环：是一种利用相位同步产生的电压，去调谐压控振荡器以产生目标频率的负反馈控制***。这是一种典型的反馈控制电路，利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位，实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪，一般用于闭环跟踪电路。是无线电发射中使频率较为稳定的一种方法，主要有VCO(压控振荡器)和PLL IC(锁相环集成电路)，压控振荡器给出一个信号，一部分作为输出，另一部分通过分频与PLLIC所产生的本振信号作相位比较，为了保持频率不变，就要求相位差不发生改变，如果有相位差的变化，则PLL IC的电压输出端的电压发生变化，去控制VCO，直到相位差恢复，达到锁相的目的，能使受控振荡器的频率和相位均与输入信号保持确定关系的闭环电子电路。
低通滤波：是一种过滤方式，规则为低频信号能正常通过，而超过设定临界值的高频信号则被阻隔、减弱。但是阻隔、减弱的幅度则会依据不同的频率以及不同的滤波程序(目的)而改变。它有的时候也被叫做高频去除过滤或者最高去除过滤，低通过滤是高通过滤的对立。低通滤波可以简单的认为，设定一个频率点，当信号频率高于这个频率时不能通过，在数字信号中，这个频率点也就是截止频率，当频域高于这个截止频率时，则全部赋值为0，因为在这一处理过程中，让低频信号全部通过，所以称为低通滤波。低通过滤的概念存在于各种不同的领域，诸如电子电路，数据平滑，声学阻挡，图像模糊等领域经常会用到。在数字图像处理领域，从频域看，低通滤波可以对图像进行平滑去噪处理。
下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。
请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种电机控制方法的流程示意图，该方法包括但不限于如下步骤：
步骤101：电机接收反转指令。
在本实施例中，将以风扇作为电机的主要应用场景来阐述电机的正反转控制方法。首先，电机会接收一个反转指令，该反转指令可以是用户通过遥控发送的，该反转指令用于指示电机以目标转速和目标方向启动，这里的目标方向可以是和电机当前转动方向相同，也可以是相反，在本实施例中，主要以目标方向和电机当前转动方向相反为场景进行电机的正反转控制方法说明。
步骤102：基于上述反转指令控制电机减速。
电机接收到反转指令后，要想以目标转速和目标方向反转启动电机，首先需要减速到电机带动的风扇停止，因为在风扇反转的情况下启动(风扇在以一定的转速朝着电机正常运行时相反的方向转动)，容易引起风扇的电机过流，损坏控制器，导致电机退磁，从而导致风扇启动失败，因此，判断风扇电机是否减速停止成为本实施例中的关键。
步骤103：在满足第一条件的情况下，控制电机制动停机。
在风扇减速停止过程中，可能会受到有风吹动或者无风等外部环境影响，并且风扇具有很大的转动惯量，但是观测器在转速极低或趋近于停止的时候估测的结果并不准确，因此判断风扇电机是否减速停止成为核心难点。本实施例采用估测转速方向和目标方向相反或电机当前转速为零作为判断依据，即判断是否满足第一条件，可以较为准确的判断风扇电机是否减速停止。当满足第一条件时，电机经过一段时间的能耗制动停机，保证风扇为静止状态。能耗制动是一种应用广泛的电气制动方法，当电机脱离三相交流电源以后，立即将直流电源接入定子的两相绕组，绕组中流过直流电流，产生了一个静止不动的直流磁场。此时电机的转子切割直流磁通，产生感生电流。在静止磁场和感生电流相互作用下，产生一个阻碍转子转动的制动力矩，因此电机转速迅速下降，从而达到制动的目的。当转速降至零时，转子导体与磁场之间无相对运动，感生电流消失，电机停转，再将直流电源切除，制动结束。具体的，电机的当前转速可利用特定的算法估测得到，该特定算法可以是隆伯格观测器算法，也可以是其他有效的算法，这里对此不做限定。
步骤104：以上述反转指令启动电机。
电机能耗制动停机后以上述反转指令启动电机，即以目标方向和目标转速启动电机。需要注意的是，因为在电机制动停机环节可能会出现一些制动故障，从而导致风扇在反转启动前还是处于摆动状态，如果直接反转启动电机，可能会导致逆变器损坏等问题，如果风扇处于高速反转情况下启动容易引起过流，损坏控制器和导致电机退磁，直接导致电机启动失败，故为了确保风扇电机安全可靠启动，需在电机启动前对风扇电机进行转速辨识，判断顺逆风，判断电机处于正转状态或反转状态，并对处于不同情况下的电机执行相应操作，具体的启动方法流程此处不做介绍(可见图3提供的电机正反转控制方法)。
本申请实施例，采用了电机正反转切换时的控制策略，实现了在尽可能短的时间内迅速关停风扇并反转启动风扇的情况下，提高风扇电机启动的成功率的效果，也提高了电机的效率，进而提高了电机的安全性及可靠性。
请参阅图2，图2为本申请实施例提供的另一种电机控制方法的流程示意图，该方法包括但不限于如下步骤：
步骤201：电机接收反转指令。
与上述步骤101一致。
步骤202：基于上述反转指令控制电机减速。
与上述步骤102一致。
步骤203：判断是否接收到反转停止指令。
在电机接收到反转指令后，电机减速停止，在电机减速的过程中，可能存在用户停止电机以上述反转指令启动的需求，在这种情况下，需要判断电机是否接收到反转停止指令，该反转停止指令用于指示电机停止以上述反转指令启动。如果判断接收到该反转停止指令，则表示电机能耗制动停机后不再以反转指令启动，只需要减速到停止并能耗制动即可，电机执行下述步骤205,；如果判断未接收到该反转停止指令，则表示电机能耗制动停机后仍需以反转指令启动，电机执行下述步骤204。
步骤204：判断目标方向和估测转速方向相反或估测转速为零。
由上述步骤103可知，判断风扇电机是否减速停止成为核心难点，本实施例采用估测转速方向和目标方向相反或电机当前转速为零作为判断依据，可以较为准确的判断风扇电机是否减速停止。如果上述判断结果为“是”，则表示风扇电机已减速停止，执行下述步骤206，进行能耗制动停机；如果上述判断结果为“否”，则表示风扇电机减速还未停止，需继续执行上述步骤202，进行减速停止。
步骤205：判断目标方向和估测转速方向相反或估测转速小于第一转速。
在接收到反转停止指令的情况下，还需要进一步判断目标方向和电机估测转速方向是否相反或估测转速是否小于第一转速。如果判断结果为“是”，则执行下述步骤206，进行电机能耗制动；如果判断结果为“否”，则需继续执行上述步骤202，以进行电机减速。上述的第一转速为根据电机减速停止场景下进行的设定，不同应用场景下的第一转速可以是不同的。
步骤206：电机能耗制动停机。
与上述步骤103一致。
请参阅图3，图3为本申请实施例提供的又一种电机控制方法的流程示意图，该方法包括但不限于如下步骤：
步骤301：检测电机当前转速和当前转动方向。
检测电机的当前转速和当前转动方向可以有多种方法，需要利用特定的算法估测得到电机的当前转速和当前转动方向，该特定算法可以是隆伯格观测器算法，也可以是其他有效的算法。可选的，此处采用隆伯格观测器和锁相环PLL，外加一个二阶低通滤波器来精准估测电机的当前转速和当前转动方向，具体实现方式可参见步骤401至步骤404。
步骤302：判断电机是否处于正转状态。
检测到电机的当前转速之后，判断电机当前是否处于正转状态，正转状态表示电机的当前转动方向与反转指令中的目标方向相同，若电机处于正转状态，则执行下述步骤303，若电机不处于正转状态，则执行下述步骤305。
步骤303：判断电机转速是否小于第一阈值。
在电机处于正转状态的情况下，将检测到的电机当前转速和第一阈值比较，判断电机当前转速是否小于第一阈值，该第一阈值为根据电机减速停止场景下进行的设定，不同应用场景下的第一阈值可以是不同的，比如可以为50r/s，若电机当前转速小于第一阈值，则执行下述步骤304，若电机当前转速不小于第一阈值，则执行步骤301，继续检测电机转速，直至电机当前转速小于第一阈值为止。
步骤304：判断电机转速是否大于第二阈值。
在电机处于正转状态且电机当前转速小于第一阈值的情况下，继续判断电机当前转速是否大于第二阈值，该第二阈值为根据电机减速停止场景下进行的设定，不同应用场景下的第二阈值可以是不同的，比如可以为5r/s，若电机当前转速大于第二阈值，则执行下述步骤309，切入双闭环控制，即利用电流环和速度环双闭环反转启动电机，若电机当前转速不大于第二阈值，则执行下述步骤308，需先利用电流环闭环进行电机启动控制，然后再开启速度环，执行步骤309，切入双闭环控制电机。
步骤305：判断电机转速是否小于第三阈值。
在电机不处于正转状态的情况下，将检测到的电机当前转速和第三阈值比较，判断电机当前转速是否小于第三阈值，该第三阈值为根据电机减速停止场景下进行的设定，不同应用场景下的第三阈值可以是不同的，比如可以为50r/s，若电机当前转速小于第三阈值，则执行下述步骤306，若电机当前转速不小于第三阈值，则执行步骤301，继续检测电机转速，直至电机当前转速小于第三阈值为止。
步骤306：判断电机转速是否大于第四阈值。
在电机不处于正转状态且电机当前转速小于第三阈值的情况下，继续判断电机当前转速是否大于第四阈值，该第四阈值为根据电机减速停止场景下进行的设定，不同应用场景下的第四阈值可以是不同的，比如可以为5r/s，若电机当前转速大于第四阈值，则执行下述步骤307，先对电机进行制动停机，避免因电机转速过大引起反转启动失败，若电机当前转速不大于第四阈值，则执行下述步骤308，需先利用电流环闭环进行电机启动控制，然后再开启速度环，执行步骤309，切入双闭环控制电机。
步骤307：电机制动停机。
步骤308：电机启动控制。
步骤309：电机切入双闭环控制。
本申请实施例，对以反转指令启动电机进行了更进一步的阐述，因为在电机制动停机环节可能会出现一些制动故障，从而导致风扇在反转启动前还是处于摆动状态，如果直接启动电机，可能会导致逆变器损坏等问题，如果风扇处于高速反转情况下启动容易引起过流，损坏控制器和导致电机退磁，直接导致电机启动失败，故为了确保风扇电机安全可靠启动，需在电机启动前对风扇电机进行转速辨识，判断顺逆风，判断电机处于正转状态或反转状态，并对处于不同情况下的电机执行相应操作。如此可以提高风扇电机启动的成功率的效果，提高电机的效率，进而提高电机的安全性及可靠性。
另一方面，上述实施例中需要利用特定的算法估测得到电机的当前转速和当前转动方向，该特定算法可以是隆伯格观测器算法，也可以是其他有效的算法。可选的，此处采用隆伯格观测器和锁相环PLL，外加一个二阶低通滤波器来精准估测电机的当前转速和当前转动方向。
具体实现方式如下：
步骤401：电机获取电流和电压。
本实施例的电机启动控制方法适用于在任何情况下启动的电机，例如，在高速运转时掉电并立刻重新上电启动的电机、在驱动大惯量负载时停止运转后立刻重新上电启动的电机、或者正常启动的电机。在电机启动时，首先获取电机的电流和电压，以便于根据隆伯格观测器、锁相环PLL和二阶低通滤波器来估测电机的转速，从而进行对应的启动控制，以使电机启动成功。
本步骤中获取到的电流为电机的额定电流，即定子电流i，同理，获取到的电压为电机的额定电压，即定子电压U。上述定子电流i和定子电压U在不同坐标系下可得到不同种类的电流值和电压值，具体的电流值和电压值的种类，可参见图4a，图4a为本申请实施例提供的一种电机物理模型示意图。如图4a所示，由于A、B、C三相绕组相互耦合，而在A-B-C三相坐标系下无法进行方便有效的控制，所以为了实现解耦控制，需要进行一系列的坐标变换后得到所需的d轴和q轴电流。克拉克(clarke)变换的主要作用是将三相静止坐标系(A-B-C)的相电流变换为两相静止坐标系(Alfa-Beta)的Alfa轴电流和Beta轴电流，此时，***的功率没有发生变化。其中，定义Alfa轴为与三相坐标系中Alfa轴重合的轴，Beta轴超前Alfa轴90°。帕克(park)变换的主要作用是将两相静止坐标系(Alfa-Beta)的Alfa轴和Beta轴电流变换为两相旋转坐标系(d-q)的d轴电流和q轴电流。d轴与Alfa轴夹角为θ，即转子相对A相绕组转过的位置角，q轴超前d轴90°。基于上述三相静止坐标系(A-B-C)、两相静止坐标系(Alfa-Beta)以及两相旋转坐标系(d-q)，步骤401获取到的定子电流i和定子电压U可以转换得到不同种类的电流值(id，iq，idref，iqref，iα，iβ)和电压值(Ud，Uq，Uα，Uβ)，其中，id为定子电流i投影到d轴的分量，iq为定子电流i投影到q轴的分量，Ud为定子电压U投影到d轴的分量，Uq为定子电压U投影到q轴的分量，idref为d轴电流的参考值，iqref为q轴电流的参考值，Uα为定子电压U投影到Alfa轴的分量，Uβ为定子电压U投影到Beta轴的分量，iα为定子电流i在Alfa轴侧的定子侧电流，iβ为定子电流i在Beta轴侧的定子侧电流。
步骤402：根据隆伯格观测器和电机的电流、电压，得到电机的马达数据模型。
将步骤401得到的电机的电流和电压作为隆伯格观测器的输入量，再经过相应的隆伯格算法，计算得到电机的马达数据模型作为隆伯格观测器的输出量。
具体的，首先利用隆伯格观测器和电机的电流(Alfa轴侧的定子侧电流iα、Beta轴侧的定子侧电流iβ)、电机的电压(Alfa轴的定子电压分量Uα、Beta轴的定子电压分量Uβ)，计算得到电机的电机数据模型，实现方法如下：
Figure BDA0002543382060000101
Figure BDA0002543382060000102
上述计算过程统归为公式(1)，公式(1)为电机的电机数据模型，其中，Uα为定子电压投影到Alfa轴的分量，Uβ为定子电压投影到Beta轴的分量，RS为定子侧电阻(相电阻)，p为微分因子，Ld为d轴的电感，Lq为q轴的电感，Lα为Alfa轴的电感，Lβ为Beta轴的电感，iα为Alfa轴的定子侧电流，iβ为Beta轴的定子侧电流，θe为转子永磁体和A相绕组的电气夹角，ωe为转子磁链的电气角速度，
Figure BDA0002543382060000111
为转子永磁体产生的磁链。在上述公式(1)中，除了物理量iα、iβ、Uα、Uβ为未知量(该部分作为电机数据模型的输入量是待求数据，通过步骤401可求得)，其余的物理量均为电机数据模型中的已知量。
对于表贴式永磁同步电机(permanent-magnet synchronous motor，PMSM)，凸极比
Figure BDA0002543382060000112
当ρ＝1时，Ld＝Lq＝LS；此时：
Figure BDA0002543382060000113
上述计算过程归为公式(2)，公式(2)为电机的数据模型，其中，RS为定子侧电阻(相电阻)，LS为定子侧等效电感。
对于内嵌式PMSM，电机数据模型也可以近似为上述公式(2)，且
Figure BDA0002543382060000114
综上所述，公式(1)至(3)为通过隆伯格观测器得到的不同种类电机的电机数据模型。
本步骤要得到电机的马达数据模型，还需要利用电机的电机数据模型中的数据，计算得到电机***的状态方程，再根据电机***的状态方程计算得到电机的状态误差方程，然后将电机的状态误差方程离散并去耦，可推导候选马达模型，最后将候选马达模型带入反馈矩阵中，简化得到电机的马达数据模型。
下面将以公式(1)得到的电机数据模型为例，对利用电机数据模型中的数据，计算得到电机***的状态方程这一过程进行详细说明。
因为电机***的状态方程还需要电机的感应电动势作为输入量，故需要首先求出电机的感应电动势，在Alfa轴和Beta轴的坐标系下，感应电动势的计算过程如下：
Figure BDA0002543382060000115
Figure BDA0002543382060000116
上述计算过程归为公式(4)，其中，eα为感应电动势在Alfa轴的投影，eβ为感应电动势在Beta轴的投影，ωe为转子磁链的电气角速度，
Figure BDA00025433820600001110
为转子永磁体产生的磁链，θe为转子永磁体和A相绕组的电气夹角。
进一步地，上述公式(4)得到的感应电动势导数计算过程如下：
Figure BDA0002543382060000117
Figure BDA0002543382060000118
上述计算过程归为公式(5)，其中，eα为感应电动势在Alfa轴的投影，eβ为感应电动势在Beta轴的投影，ωe为转子磁链的电气角速度，
Figure BDA0002543382060000119
为转子永磁体产生的磁链，θe为转子永磁体和A相绕组的电气夹角。
然后，利用上述公式(4)和(5)得到的感应电动势和感应电动势的导数，以及上述公式(1)的电机数据模型中的数据，可计算得到电机***的状态方程。电机***的状态方程的实现方法如下：
Figure BDA0002543382060000121
上述计算过程归为公式(6)，公式(6)为电机***的状态方程。其中，
Figure BDA0002543382060000122
为可观***的状态变量，也是状态观测器的估测量，
Figure BDA0002543382060000123
为可观***的输出量，
Figure BDA0002543382060000124
为可观***的状态观测器的估测的微分，
Figure BDA0002543382060000125
为状态观测器的输入。
在状态方程公式(6)中，对状态观测器的估测的微分
Figure BDA0002543382060000126
的计算过程如下所示：
Figure BDA0002543382060000127
上述计算过程归为公式(7)，其中，iα为Alfa轴的定子侧电流，iβ为Beta轴的定子侧电流，RS为定子侧电阻(相电阻)，LS为定子侧等效电感，eα为感应电动势在Alfa轴的投影，eβ为感应电动势在Beta轴的投影，ωe为转子磁链的电气角速度；公式(7)计算过程中的数据来自于上述公式(4)和(5)得到的感应电动势和感应电动势的导数，以及上述公式(1)的电机数据模型。
在状态方程公式(6)中，对状态观测器的输入
Figure BDA0002543382060000128
状态观测器的估测量
Figure BDA0002543382060000129
状态观测器的估测的微分
Figure BDA00025433820600001210
状态观测器的输出量
Figure BDA00025433820600001211
的计算过程如下所示：
Figure BDA00025433820600001212
Figure BDA00025433820600001213
上述计算过程归为公式(8)，其中，
Figure BDA00025433820600001214
为状态观测器的输入，
Figure BDA00025433820600001215
为可观***的状态变量，也是状态观测器的估测量，
Figure BDA00025433820600001216
为可观***的状态观测器的估测的微分，
Figure BDA00025433820600001217
为可观***的输出量；公式(8)计算过程中的数据来自于上述公式(4)和(5)得到的感应电动势和感应电动势的导数，以及上述公式(1)的电机数据模型。
在状态方程公式(6)中，A、B、C矩阵见下：
Figure BDA00025433820600001218
Figure BDA00025433820600001219
Figure BDA0002543382060000131
上述计算过程归为公式(9)，其中，RS为定子侧电阻(相电阻)，LS为定子侧等效电感。
具体的，上述公式(6)至(7)中的部分数据需要由状态观测器得到，可参阅图4b，图4b为渐进状态观测器的结构示意图，如图4b所示，该渐进状态观测器的计算可见下：
Figure BDA0002543382060000132
上述计算过程归为公式(10)，其中，
Figure BDA0002543382060000133
为可观***的状态观测器的估测的微分，
Figure BDA0002543382060000134
为可观***的状态变量，
Figure BDA0002543382060000135
为可观***的输出量，
Figure BDA0002543382060000136
为状态观测器的输入量，G为状态观测器的反馈矩阵；
Figure BDA0002543382060000137
上述计算过程归为公式(11)，其中，
Figure BDA0002543382060000138
为状态估测器的估测量。
接着，根据上述公式(6)至(9)得到的状态方程，计算可得到电机的状态误差方程，实现方法如下：
Figure BDA0002543382060000139
Figure BDA00025433820600001310
上述计算过程归为公式(12)，公式(12)为电机的状态误差方程。其中，
Figure BDA00025433820600001311
为状态估测器的估测量，
Figure BDA00025433820600001312
为可观***的状态观测器的估测的微分，
Figure BDA00025433820600001313
为可观***的状态变量，也是状态观测器的估测量。
然后对上述公式(12)得到的状态误差方程离散并去耦，可推导得到候选马达数据模型，实现方法如下：
Figure BDA00025433820600001314
上述计算过程归为公式(13)，公式(13)为状态方程离散化过程的推导；
Figure BDA00025433820600001315
上述计算过程归为公式(14)，公式(14)为离散化方程，运用在上述公式(13)中的离散化推导过程中；
Figure BDA00025433820600001316
上述计算过程归为公式(15)，公式(15)为将上述公式(13)离散得到的结果去耦，简化得到候选马达数据模型。
其中，候选马达数据模型的特征方程如下所示：
Figure BDA0002543382060000141
上述计算过程归为公式(16)，公式(16)为候选马达数据模型的特征方程；
Figure BDA0002543382060000142
上述计算过程归为公式(17)，公式(17)为特征方程的特征值，由公式(16)到公式(17)的过程为求解特征值|γI-A|＝0的求解过程。
此时，可得状态观测器的方程如下：
Figure BDA0002543382060000143
Figure BDA0002543382060000144
上述的计算过程归为公式(18)，隆伯格观测器的反馈矩阵可由公式(18)得到。
最后，将上述公式(15)得到的候选马达数据模型代入反馈矩阵，得到电机的马达数据模型，该反馈矩阵为用于隆伯格观测器的状态反馈的矩阵，实现方法如下：
Figure BDA0002543382060000145
上述计算过程归为公式(19)，为候选马达数据模型代入反馈矩阵的计算过程；
再将公式(19)去耦简化可得到电机的马达数据模型，实现过程如下：
Figure BDA0002543382060000146
上述计算过程归为公式(20)，公式(20)为去耦(认为ωe＝0)后简化为马达数据模型的计算过程。
综上所述，公式(1)至(20)可得到电机的马达数据模型，具体过程如下：
首先，由公式(1)至(3)可通过隆伯格观测器得到不同种类电机的电机数据模型；然后，以公式(1)得到的电机数据模型为例，还需要利用电机的电机数据模型中的数据，计算得到电机***的状态方程，由公式(6)至(9)可得到电机的状态方程，其中，公式(6)至(9)的计算过程需要公式(1)电机数据模型中的数据、公式(4)至(5)感应电动势及其导数的数据、以及公式(10)至(11)渐进状态观测器中的数据；接着，根据状态方程公式(6)可得到电机的状态误差方程，该过程由公式(12)实现；其次，对公式(12)得到的状态误差方程离散并去耦简化，可推导得到公式(15)中的候选马达数据模型，其中，公式(13)为离散化过程的实现方式，公式(14)为离散化方程，应用于公式(13)中，公式(15)为去耦后得到的候选马达数据模型，公式(16)为候选马达数据模型的特征方程，公式(17)为候选马达数据模型的特征方程的特征值；最后，将公式(15)得到的候选马达数据模型代入反馈矩阵、去耦简化可得到电机的马达数据模型，公式(20)为电机的马达数据模型，其中，将公式(15)的候选马达数据模型代入反馈矩阵可由公式(19)实现，反馈矩阵可由公式(18)中的状态观测器得到，公式(20)为将公式(19)去耦简化后得到的马达数据模型。
步骤403：根据马达数据模型和锁相环PLL，得到候选信号。
利用上述步骤402得到的马达数据模型中的数据
Figure BDA0002543382060000151
和
Figure BDA0002543382060000152
可得到转子的位置角度和转子速度，其中，需要用到锁相环PLL，锁相环PLL的作用是根据
Figure BDA0002543382060000153
和
Figure BDA0002543382060000154
估测出电机的转子速度和转子的位置角度(电角度)，从而基于电机的转子速度和电角度确定电机的候选转速和候选方向。具体的，锁相环PLL的工作原理可如图4c所示，图4c为锁相环PLL位置检测原理示意图。锁相环的输入为e(α)和e(β)，分别为马达数据模型中的数据
Figure BDA0002543382060000155
和
Figure BDA0002543382060000156
锁相环的输出为ω(e)和θ(e)，分别为电机的转子速度ωe和电角度
Figure BDA0002543382060000157
其中，Kp和Ki是PI调节器的比例系数和微分系数，因为传统的隆伯格观测器PLL锁相环使用的是单一的PI调节器参数，使得它对电机***的动态响应略差，常常会在不同转速、不同加速度、复杂工况下由于无法正确及时的调节出当前转子速度和位置而引起电机***的超调或失调。故还需求取θe的余弦和正弦函数，分别与Alfa轴和Beta轴的感应电动势相乘，做差后得到误差△e，误差方程如下：
Figure BDA0002543382060000158
上述计算过程归为公式(21)，公式(21)表示步骤103得到的候选信号(转子速度ωe和电角度
Figure BDA0002543382060000159
)与真实可用的信号之间的误差大小。
具体的，上述PI调节器是一个线性函数，它是根据给定和反馈的差值，通过比例积分对被控制量的有效控制，PI控制器的控制核心在于比例部分和积分部分，即P和I的参数选择，***给定和反馈一旦出现偏差，比例部分P便会立即对其产生调节作用以减小偏差的大小。P参数越大，调节的就越快，但是过大的参数会导致很大的超调，使得***控制产生震荡，稳定性降低，P参数小的话，则会导致调节速度很慢，无法即时的对***偏差进行调试。所以选择合适的比例P参数对***稳定性有很大的关系。积分作用I主要用于消除***稳态误差，只要有***稳态误差，积分调节就会产生作用，直至调节到无差，积分作用调节会停止，积分调节会输出一个稳定值。积分调节的强弱在于参数I的选择，参数I越大，积分作用就越小，参数I越小，积分作用就越大。总的来说，在整个控制***中，PI控制器的主要作用是来提高控制***的稳定性以便更加精确的控制。
步骤404：将候选信号经过二阶低通滤波器滤波后，得到目标信号。
上述步骤403得到的候选信号包含了候选转速(转子速度ωe)和候选方向(电角度
Figure BDA00025433820600001510
)的信息，但由误差方程△e可知，此时的转速和方向信息准确性不高，还是不可用的，需要经过二阶低通滤波器滤波，得到一个特定频率的目标信号，或消除一个特定频率后的目标信号，基于该目标信号确定的目标转速(目标转子速度ωe)和目标方向(目标电角度
Figure BDA00025433820600001511
)才是可用的，该目标转速和目标方向即为电机启动前估测的转速和方向。一般的隆伯格观测器PLL锁相环使用的是单一的PI调节器参数，使得它对***的动态响应略差，常常会在不同转速、不同加速度、复杂工况下由于无法正确及时的解调出当前转子速度和位置而引起***的超调或失调，轻微时可使得***震荡，严重时可导致整个控制***失去控制。为了解决上述问题，可以利用动态的PLL参数调节代替原有的PI调节器，使其可以在***运行的过程中根据不同速度、不同负载情况，自动选择不同的PLL锁相环参数，实时的对转子速度和位置解调进行动态调控，从而可以使整个控制***更加稳定，对复杂工况的适应性更强。
上述详细阐述了本申请实施例的方法，下面提供本申请实施例的装置。
请参见图5，图5为本申请实施例提供的一种电机控制装置的结构示意图。该电机控制装置可以包括接收单元501、减速单元502、制动单元503以及启动单元504，其中，各个单元的描述如下：
接收单元501，用于接收反转指令，所述反转指令用于指示电机以目标转速和目标方向启动；
减速单元502，用于基于所述反转指令控制所述电机减速；
制动单元503，用于在满足第一条件的情况下，控制所述电机制动停机，所述第一条件包括所述电机当前转速为零或所述目标方向与所述电机当前转动方向相反；
启动单元504，用于以所述反转指令启动所述电机。
本申请实施例中，电机接收到反转指令后，先减速停止，当电机带动的风扇减速到停止时，电机制动停机，然后再以上述反转指令启动电机。因为在风扇减速停止过程中，可能会受到有风吹动或者无风等外部环境影响，并且风扇具有很大的转动惯量，但是观测器在转速极低或趋近于停止的时候估测的结果并不准确，因此判断风扇电机是否减速停止成为核心难点，本实施例采用估测转速方向和目标方向相反或电机当前转速为零作为判断依据，即判断是否满足上述第一条件，可以较为准确的判断风扇电机是否减速停止，当满足第一条件时，电机经过一段时间的能耗制动停机，保证风扇为静止状态，然后以接收到的反转指令进入启动控制。通过上述方法，可以实现在尽可能短的时间内迅速关停风扇并反转启动风扇的情况下，提高风扇电机启动的成功率的效果，提高电机的效率，进而提高电机的安全性及可靠性。
在一种可能的实施方式中，所述减速单元502，还用于在不满足所述第一条件的情况下，所述电机减速，直至满足所述第一条件为止。
在又一种可能的实施方式中，所述制动单元503，还用于所述电机减速之后，在所述电机接收到反转停止指令的情况下，若所述电机满足第二条件，所述电机制动停机，所述第二条件包括所述电机当前转速小于第一转速或所述目标方向与所述电机当前转动方向相反，所述反转停止指令用于指示停止以所述反转指令启动所述电机。
在又一种可能的实施方式中，所述减速单元502，还用于在所述电机接收到所述反转停止指令的情况下，若所述电机不满足所述第二条件，所述电机减速，直至满足所述第二条件为止。
在又一种可能的实施方式中，所述装置还包括：
检测单元505，用于检测所述电机当前转速和当前转动方向；
所述启动单元504，具体用于在所述电机处于正转状态的情况下，若所述电机当前转速小于第一阈值且大于第二阈值，按照所述目标转速和所述目标方向切入双闭环控制，所述正转状态为所述电机的当前转动方向与所述目标方向相同。
在又一种可能的实施方式中，所述启动单元504，还用于在所述电机处于所述正转状态的情况下，若所述电机当前转速不小于所述第一阈值，不启动所述电机，直至检测到所述电机当前转速小于所述第一阈值为止。
在又一种可能的实施方式中，所述启动单元504，还用于在所述电机处于所述正转状态的情况下，若所述电机当前转速不大于所述第二阈值，启动电流控制；还用于按照所述目标转速和所述目标方向切入双闭环控制。
在又一种可能的实施方式中，所述启动单元504，还用于在所述电机处于反转状态的情况下，若所述电机当前转速小于第三阈值且大于第四阈值，制动停机，所述反转状态为所述电机的当前转动方向与所述目标方向相反；还用于启动电流控制；还用于按照所述目标转速和所述目标方向切入双闭环控制。
在又一种可能的实施方式中，所述启动单元504，还用于在所述电机处于所述反转状态的情况下，若所述电机当前转速不小于所述第三阈值，不启动所述电机，直至检测到所述电机当前转速小于所述第三阈值为止。
在又一种可能的实施方式中，所述启动单元504，还用于在所述电机处于所述反转状态的情况下，若所述电机当前转速不大于所述第四阈值，启动电流控制；还用于按照所述目标转速和所述目标方向切入双闭环控制。在又一种可能的实施方式中，所述装置还包括：
判断单元506，用于判断电机是否处于正转状态；还用于判断电机转速是否小于第一阈值；还用于判断电机转速是否大于第二阈值；还用于判断电机转速是否小于第三阈值；还用于判断电机转速是否大于第四阈值。
根据本申请实施例，图5所示的装置中的各个单元可以分别或全部合并为一个或若干个另外的单元来构成，或者其中的某个(些)单元还可以再拆分为功能上更小的多个单元来构成，这可以实现同样的操作，而不影响本申请的实施例的技术效果的实现。上述单元是基于逻辑功能划分的，在实际应用中，一个单元的功能也可以由多个单元来实现，或者多个单元的功能由一个单元实现。在本申请的其它实施例中，基于终端也可以包括其它单元，在实际应用中，这些功能也可以由其它单元协助实现，并且可以由多个单元协作实现。
需要说明的是，各个单元的实现还可以对应参照图1、图2以及图3所示的方法实施例的相应描述。
在图5所描述的电机控制装置中，采用了估测转速方向和目标方向相反或电机当前转速为零作为判断依据，和电机正反转切换时相应的控制策略，实现了在尽可能短的时间内迅速关停风扇并反转启动风扇的情况下，提高风扇电机启动的成功率的效果，也提高了电机的效率，进而提高了电机的安全性及可靠性。
请参阅图6，图6为本申请实施例提供的一种电机控制设备的结构示意图。该电机控制设备可以包括存储器601、处理器602。进一步可选的，还可以包含总线603，其中，存储器601和处理器602通过总线603相连。
其中，存储器601用于提供存储空间，存储空间中可以存储操作***和计算机程序等数据。存储器601包括但不限于是随机存储记忆体(random access memory，RAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable programmable readonly memory，EPROM)、或便携式只读存储器(compact disc read-only memory，CD-ROM)。
处理器602是进行算术运算和逻辑运算的模块，可以是中央处理器(centralprocessing unit，CPU)、显卡处理器(graphics processing unit，GPU)或微处理器(microprocessor unit，MPU)等处理模块中的一种或者多种的组合。
存储器601中存储有计算机程序，处理器602调用存储器601中存储的计算机程序，以执行以下操作：
接收反转指令，所述反转指令用于指示电机以目标转速和目标方向启动；
基于所述反转指令控制所述电机减速；
在满足第一条件的情况下，控制所述电机制动停机，所述第一条件包括所述电机当前转速为零或所述目标方向与所述电机当前转动方向相反；
以所述反转指令启动所述电机。
本申请实施例中，电机接收到反转指令后，先减速停止，当电机带动的风扇减速到停止时，电机制动停机，然后再以上述反转指令启动电机。因为在风扇减速停止过程中，可能会受到有风吹动或者无风等外部环境影响，并且风扇具有很大的转动惯量，但是观测器在转速极低或趋近于停止的时候估测的结果并不准确，因此判断风扇电机是否减速停止成为核心难点，本实施例采用估测转速方向和目标方向相反或电机当前转速为零作为判断依据，即判断是否满足上述第一条件，可以较为准确的判断风扇电机是否减速停止，当满足第一条件时，电机经过一段时间的能耗制动停机，保证风扇为静止状态，然后以接收到的反转指令进入启动控制。通过上述方法，可以实现在尽可能短的时间内迅速关停风扇并反转启动风扇的情况下，提高风扇电机启动的成功率的效果，提高电机的效率，进而提高电机的安全性及可靠性。
在一种可能的实施方式中，所述处理器602具体用于：在不满足所述第一条件的情况下，所述电机减速，直至满足所述第一条件为止。
在一种可能的实施方式中，所述处理器602具体用于：在所述电机接收到反转停止指令的情况下，若所述电机满足第二条件，所述电机制动停机，所述第二条件包括所述电机当前转速小于第一转速或所述目标方向与所述电机当前转动方向相反，所述反转停止指令用于指示停止以所述反转指令启动所述电机。
在一种可能的实施方式中，所述处理器602具体用于：在所述电机接收到所述反转停止指令的情况下，若所述电机不满足所述第二条件，所述电机减速，直至满足所述第二条件为止。
在一种可能的实施方式中，所述处理器602具体用于：
检测所述电机当前转速和当前转动方向；
在所述电机处于正转状态的情况下，若所述电机当前转速小于第一阈值且大于第二阈值，按照所述目标转速和所述目标方向切入双闭环控制，所述正转状态为所述电机的当前转动方向与所述目标方向相同。
在一种可能的实施方式中，所述处理器602具体用于：在所述电机处于所述正转状态的情况下，若所述电机当前转速不小于所述第一阈值，不启动所述电机，直至检测到所述电机当前转速小于所述第一阈值为止。
在一种可能的实施方式中，所述处理器602具体用于：在所述电机处于所述正转状态的情况下，若所述电机当前转速不大于所述第二阈值，启动电流控制；按照所述目标转速和所述目标方向切入双闭环控制。
在一种可能的实施方式中，所述处理器602具体用于：在所述电机处于反转状态的情况下，若所述电机当前转速小于第三阈值且大于第四阈值，制动停机，所述反转状态为所述电机的当前转动方向与所述目标方向相反；启动电流控制；按照所述目标转速和所述目标方向切入双闭环控制。
在一种可能的实施方式中，所述处理器602具体用于：在所述电机处于所述反转状态的情况下，若所述电机当前转速不小于所述第三阈值，不启动所述电机，直至检测到所述电机当前转速小于所述第三阈值为止。
在一种可能的实施方式中，所述处理器602具体用于：在所述电机处于所述反转状态的情况下，若所述电机当前转速不大于所述第四阈值，启动电流控制；按照所述目标转速和所述目标方向切入双闭环控制。
需要说明的是，电机控制设备的具体实现还可以对应参照图1、图2以及图3所示的方法实施例的相应描述。
在图6所描述的电机控制设备60，采用了估测转速方向和目标方向相反或电机当前转速为零作为判断依据，和电机正反转切换时相应的控制策略，实现了在尽可能短的时间内迅速关停风扇并反转启动风扇的情况下，提高风扇电机启动的成功率的效果，也提高了电机的效率，进而提高了电机的安全性及可靠性。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序在一个或多个处理器上运行时，可以实现图1、图2、以及图3所示的电机正反转控制方法。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在处理器上运行时，可以实现图1、图2、以及图3所示的电机正反转控制方法。
综上所述，通过实施本申请实施例，采用了估测转速方向和目标方向相反或电机当前转速为零作为判断依据，和电机正反转切换时相应的控制策略，实现了在尽可能短的时间内迅速关停风扇并反转启动风扇的情况下，提高风扇电机启动的成功率的效果，也提高了电机的效率，进而提高了电机的安全性及可靠性。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，该流程可以由计算机程序来计算机程序相关的硬件完成，该计算机程序可存储于计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法实施例的流程。而前述的存储介质包括：ROM或随机存储记忆体RAM、磁碟或者光盘等各种可存储计算机程序代码的介质。

Claims (10)

1.一种电机控制方法，其特征在于，包括：
接收反转指令，所述反转指令用于指示电机以目标转速和目标方向启动；
基于所述反转指令控制所述电机减速；
在满足第一条件的情况下，控制所述电机制动停机，所述第一条件包括所述电机当前转速为零或所述目标方向与所述电机当前转动方向相反；
以所述反转指令启动所述电机。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以所述反转指令启动所述电机，包括：
检测所述电机当前转速和当前转动方向；
在所述电机处于正转状态的情况下，若所述电机当前转速小于第一阈值且大于第二阈值，按照所述目标转速和所述目标方向切入双闭环控制，所述正转状态为所述电机的当前转动方向与所述目标方向相同。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述电机处于所述正转状态的情况下，若所述电机当前转速不小于所述第一阈值，不启动所述电机，直至检测到所述电机当前转速小于所述第一阈值为止。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述电机处于所述正转状态的情况下，若所述电机当前转速不大于所述第二阈值，启动电流控制；
按照所述目标转速和所述目标方向切入双闭环控制。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述电机处于反转状态的情况下，若所述电机当前转速小于第三阈值且大于第四阈值，制动停机，所述反转状态为所述电机的当前转动方向与所述目标方向相反；
启动电流控制；
按照所述目标转速和所述目标方向切入双闭环控制。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述电机处于所述反转状态的情况下，若所述电机当前转速不小于所述第三阈值，不启动所述电机，直至检测到所述电机当前转速小于所述第三阈值为止。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述电机处于所述反转状态的情况下，若所述电机当前转速不大于所述第四阈值，启动电流控制；
按照所述目标转速和所述目标方向切入双闭环控制。
8.一种电机控制装置，其特征在于，包括：
接收单元，用于接收反转指令，所述反转指令用于指示电机以目标转速和目标方向启动；
减速单元，用于基于所述反转指令控制所述电机减速；
制动单元，用于在满足第一条件的情况下，控制所述电机制动停机，所述第一条件包括所述电机当前转速为零或所述目标方向与所述电机当前转动方向相反；
启动单元，用于以所述反转指令启动所述电机。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和存储器，其中，所述存储器存储有程序指令，所述程序指令被所述处理器执行时，使所述处理器执行权利要求1-7中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序在一个或多个处理器上运行时，执行如权利要求1-7中任一项所述的方法。
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