CN112152542B - 霍尔信号处理方法、装置、电机控制器及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种霍尔信号处理方法、装置、电机控制器及存储介质，属于电机信号处理技术领域。该方法包括：根据电机工作时采集的霍尔信号，得到电机在工作时的霍尔信号值；根据预设的标幺化基值，对电机在工作时的霍尔信号值进行标幺化处理；根据标幺化处理后的霍尔信号值，拟合电机的霍尔信号的正余弦波形；根据拟合后的正余弦波形，计算电机的角度。本申请的实施例可以减小获取的霍尔信号的幅值的误差，进而可以提高得到的电机角度的准确性，降低计算的误差。

Description

霍尔信号处理方法、装置、电机控制器及存储介质

技术领域

本申请涉及电机控制技术领域，具体而言，涉及一种霍尔信号处理方法、装置、电机控制器及存储介质。

背景技术

为了根据电机输出的信号进行相关处理，通常需要获取电机的位置，也即是电机的角度。

现有技术中，通常是采用霍尔传感器检测电机的位置，根据采集到的两相霍尔信号的比值计算求出电机角度的正切值，再根据正切表查询得到对应的点击角度。

然而，该方法仅仅适用于电机霍尔信号收到外界干扰较小时的情况。因此，当霍尔信号的幅值、相位的误差相对较大时，则采用上述方式得到的电机角度的准确性相对较低，计算的误差较大。

发明内容

本申请的目的在于提供一种霍尔信号处理方法、装置、电机控制器及存储介质，可以提高获取电机角度的准确性，减少计算的误差。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例的一方面，提供一种霍尔信号处理方法，包括：

根据电机工作时采集的霍尔信号，得到电机在工作时的霍尔信号值；

根据预设的标幺化基值，对电机在工作时的霍尔信号值进行标幺化处理；

根据标幺化处理后的霍尔信号值，拟合电机的霍尔信号的正余弦波形；

根据拟合后的正余弦波形，计算电机的角度。

可选地，根据电机工作时采集的霍尔信号，得到电机在工作时的霍尔信号值，包括：

对霍尔信号进行采样；

根据采样得到的霍尔信号值，和预先获取的初始霍尔信号值的差值，确定电机在工作时的霍尔信号值。

可选地，根据预设的标幺化基值，对电机在工作时的霍尔信号值进行标幺化处理之前，该方法还包括：

从电机在工作时的多个霍尔信号值中确定最大霍尔信号值为标幺化基值。

可选地，根据标幺化处理后的霍尔信号值，拟合电机的霍尔信号的正余弦波形，包括：

根据电机的转动频率，计算电机对应的霍尔信号的基准角频率；

根据标幺化处理后的霍尔信号值，以及基准角频率，采用最小二乘法，得到电机对应的波形参数；波形参数包括：目标相位和目标幅值；

根据目标相位、目标幅值以及基准角频率，拟合正余弦波形。

可选地，根据电机的转动频率，计算电机对应的霍尔信号的基准角频率，包括：

根据电机的转动频率，计算电机转动一圈的用时；

根据电机转动一圈的用时，以及电机转动一圈产生的正余弦信号的周期数，计算电机对应的霍尔信号频率；

根据霍尔信号频率，得到基准角频率。

可选地，根据标幺化处理后的霍尔信号值，以及基准角频率，采用最小二乘法，得到电机对应的波形参数，包括：

根据函数矩阵和参数矩阵的乘积，得到霍尔信号值的第一矩阵；其中，函数矩阵包括：多组正余弦函数，每组正余弦函数包括：预设整数倍的基准角频率的余弦函数和正弦函数；参数矩阵包括：多组正余弦参数，每组正余弦参数包括：一个余弦幅值参数和一个正弦幅值函数；第一矩阵包括：一组正余弦函数与一组正余弦参数的乘积所得到的计算霍尔信号值；

根据标幺化处理后的霍尔信号值所构成的第二矩阵，和第一矩阵，得到残差矩阵；残差矩阵包括：一个标幺化处理后的霍尔信号值与一个计算霍尔信号值的差值；

确定残差矩阵和残差矩阵的转置的乘积最小时的正余弦参数为目标正余弦参数；

根据目标正余弦参数，分别计算目标相位和目标幅值。

可选地，根据拟合后的正余弦波形，计算电机的角度，包括：

采用反正切法对正余弦波形进行处理，得到电机的角度。

本申请实施例的另一方面，提供一种霍尔信号处理装置，包括：信号获取模块、标幺处理模块、波形拟合模块、角度计算模块；信号获取模块，用于根据电机工作时采集的霍尔信号，得到电机在工作时的霍尔信号值；标幺处理模块，用于根据预设的标幺化基值，对电机在工作时的霍尔信号值进行标幺化处理；波形拟合模块，用于根据标幺化处理后的霍尔信号值，拟合电机的霍尔信号的正余弦波形；角度计算模块，用于根据拟合后的正余弦波形，计算电机的角度。

可选地，信号获取模块，具体用于对霍尔信号进行采样；根据采样得到的霍尔信号值，和预先获取的初始霍尔信号值的差值，确定电机在工作时的霍尔信号值。

可选地，标幺处理模块，具体用于从电机在工作时的多个霍尔信号值中确定最大霍尔信号值为标幺化基值。

可选地，波形拟合模块，具体用于根据电机的转动频率，计算电机对应的霍尔信号的基准角频率；根据标幺化处理后的霍尔信号值，以及基准角频率，采用最小二乘法，得到电机对应的波形参数；波形参数包括：目标相位和目标幅值；根据目标相位、目标幅值以及基准角频率，拟合正余弦波形。

可选地，波形拟合模块，还用于根据电机的转动频率，计算电机转动一圈的用时；根据电机转动一圈的用时，以及电机转动一圈产生的正余弦信号的周期数，计算电机对应的霍尔信号频率；根据霍尔信号频率，得到基准角频率。

可选地，波形拟合模块，还用于根据函数矩阵和参数矩阵的乘积，得到霍尔信号值的第一矩阵；其中，函数矩阵包括：多组正余弦函数，每组正余弦函数包括：预设整数倍的基准角频率的余弦函数和正弦函数；参数矩阵包括：多组正余弦参数，每组正余弦参数包括：一个余弦幅值参数和一个正弦幅值函数；第一矩阵包括：一组正余弦函数与一组正余弦参数的乘积所得到的计算霍尔信号值；根据标幺化处理后的霍尔信号值所构成的第二矩阵，和第一矩阵，得到残差矩阵；残差矩阵包括：一个标幺化处理后的霍尔信号值与一个计算霍尔信号值的差值；确定残差矩阵和残差矩阵的转置的乘积最小时的正余弦参数为目标正余弦参数；根据目标正余弦参数，分别计算目标相位和目标幅值。

可选地，角度计算模块，具体用于采用反正切法对正余弦波形进行处理，得到电机的角度。

本申请实施例的另一方面，提供一种电机控制器，包括：存储器、处理器，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现上述霍尔信号处理方法的步骤。

本申请实施例的另一方面，提供一种存储介质，存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现上述霍尔信号处理方法的步骤。

本申请实施例的有益效果包括：

本申请实施例提供的一种霍尔信号处理方法、装置、电机控制器及存储介质，可以根据电机工作时采集的霍尔信号，得到电机在工作时的霍尔信号值；并根据预设的标幺化基值，对电机在工作时的霍尔信号值进行标幺化处理；再根据标幺化处理后的霍尔信号值，拟合电机的霍尔信号的正余弦波形；然后可以根据拟合后的正余弦波形，计算电机的角度，通过拟合电机的霍尔信号的正余弦波形，可以减小获取的霍尔信号的幅值的误差，进而可以提高得到的电机角度的准确性，进而还可以提高对电机控制的精确度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的霍尔信号处理方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的得到电机在工作时的霍尔信号值的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的拟合电机的霍尔信号的正余弦波形的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的计算电机对应的霍尔信号的基准角频率的流程示意图；

图5为本申请实施例提供的采用最小二乘法计算的流程示意图；

图6为本申请实施例提供的霍尔信号处理装置的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的电机控制器的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面通过具体的实施例来解释本申请实施例中提供的霍尔信号处理方法的具体实施过程。

图1为本申请实施例提供的霍尔信号处理方法的流程示意图，请参照图1，一种霍尔信号处理方法，包括：

S110：根据电机工作时采集的霍尔信号，得到电机在工作时的霍尔信号值。

需要说明的是，在电机工作的情况下，会产生输出的霍尔信号，可以通过线性霍尔传感器来检测获取霍尔信号，也可以通过设置采集电路或者采集设备来对正在工作的电机信号采集，进而获取电机在工作时的霍尔信号值。

可选地，电机在工作时输出的霍尔信号为模拟量，可以通过对采集电路或者采集设备对输出的霍尔信号进行采样，获取多个采样得到的霍尔信号值。

S120：根据预设的标幺化基值，对电机在工作时的霍尔信号值进行标幺化处理。

需要说明的是，预设的标幺化基值可以是采集到的多个霍尔信号值中的一个，也可以是预设的固定数值，可以通过对每个霍尔信号值与预设的标幺化基值进行除法运算来实现标幺化处理，以获得多个霍尔信号值的标幺化处理结果。

S130：根据标幺化处理后的霍尔信号值，拟合电机的霍尔信号的正余弦波形。

需要说明的是，得到多个标幺化处理后的霍尔信号值后，可以根据这些霍尔信号值对电机的霍尔信号的正余弦波形进行拟合，其中，霍尔信号的正余弦波形可以通过波形公式的形式来表示，通过上述标幺化处理后的霍尔信号值来计算波形公式中的相关参数，进而可以得到波形公式的结果，也即是得到了霍尔信号的正余弦波形。

可选地，上述得到的霍尔信号的正余弦波形可以是标准的正弦波形或者标准的余弦波形。

S140：根据拟合后的正余弦波形，计算电机的角度。

需要说明的是，获得拟合后的正余弦波形后，可以根据该正余弦波形的波形公式来计算电机的角度，正余弦波形的波形公式通常为多个正弦波形以及多个余弦波形叠加得到的，可以对该公式进行算数求解，来计算获取电机的角度。

本申请实施例提供的霍尔信号处理方法中，可以根据电机工作时采集的霍尔信号，得到电机在工作时的霍尔信号值；并根据预设的标幺化基值，对电机在工作时的霍尔信号值进行标幺化处理；再根据标幺化处理后的霍尔信号值，拟合电机的霍尔信号的正余弦波形；然后可以根据拟合后的正余弦波形，计算电机的角度，通过拟合电机的霍尔信号的正余弦波形，可以减小获取的霍尔信号的幅值的误差，进而可以提高得到的电机角度的准确性，进而还可以提高对电机控制的精确度。

下面通过具体的实施例来解释本申请实施例中得到电机在工作时的霍尔信号值的具体实施过程。

图2为本申请实施例提供的得到电机在工作时的霍尔信号值的流程示意图，请参照图2，根据电机工作时采集的霍尔信号，得到电机在工作时的霍尔信号值，包括：

S210：对霍尔信号进行采样。

需要说明的是，可以通过设置在电机上的采集电路或者与电机相连接的采集装置对工作时的霍尔信号进行AD采样(模拟量-数字量采样)，其中，采样的可以是电机旋转一周时输出的霍尔信号，采样该霍尔信号中的多个霍尔信号值。

S220：根据采样得到的霍尔信号值，和预先获取的初始霍尔信号值的差值，确定电机在工作时的霍尔信号值。

需要说明的是，预先获取的初始霍尔信号值可以是电机在上电时所采集得到的输出的霍尔信号值，采样得到的霍尔信号值可以为多个，将多个采样得到的霍尔信号值分别减去初始霍尔信号值，得到的多个差值即为电机在工作时的多个霍尔信号值。

可选地，根据预设的标幺化基值，对电机在工作时的霍尔信号值进行标幺化处理之前，该方法还包括：

从电机在工作时的多个霍尔信号值中确定最大霍尔信号值为标幺化基值。

需要说明的是，在进行上述AD采样的过程中可以将每次采集到的霍尔信号做差值处理，进而根据差值处理的结果确定采集到的霍尔信号值的最大值，其中，若电机为多相电机，则可以分别通过上述差值处理的方式找到每相最大的霍尔信号值，再比较多相中每相最大的霍尔信号值，进而将其中最大的作为本次采样过程中的最大霍尔信号值，可以将该值作为标幺化基值。

下面通过具体的实施例来解释本申请实施例中提供的拟合电机的霍尔信号的正余弦波形的具体实施过程。

图3为本申请实施例提供的拟合电机的霍尔信号的正余弦波形的流程示意图，请参照图3，根据标幺化处理后的霍尔信号值，拟合电机的霍尔信号的正余弦波形，包括：

S310：根据电机的转动频率，计算电机对应的霍尔信号的基准角频率。

需要说明的是，可以通过电机的转速以及电机的极对数计算出电机的转动频率，其中，电机的转速可以通过对电机转动时进行测量来获取，电机的极对数是电机在出厂时的固定参数，具体计算公式如下：

f＝N×p/60；

其中，f为电机的转动频率，N为电机的转速(单位：r/min)，p为电机的极对数。

通过电机的转动频率可以获取霍尔信号的频率，进而可以通过霍尔信号的频率计算得到霍尔信号的基准角频率。

S320：根据标幺化处理后的霍尔信号值，以及基准角频率，采用最小二乘法，得到电机对应的波形参数。

其中，波形参数包括：目标相位和目标幅值。

需要说明的是，可以根据上述获取得到的多个标幺化处理后的霍尔信号值以及基准角频率，构建波形公式，采用最小二乘法获取得到波形公式中的对应的波形参数。

其中，可以根据最小二乘法在多个幅值中，选择其中满足需求的目标幅值，作为计算得到的电机的波形参数。

S330：根据目标相位、目标幅值以及基准角频率，拟合正余弦波形。

需要说明的是，获取得到上述目标相位、目标幅值以及基准角频率后，可以基于此构建拟合正余弦波形的波形公式，具体公式如下：

y^(i)＝C cos(ωi+θ)；

其中，y^(i)为拟合得到的正余弦波形的波形公式，C为目标幅值，θ为目标相位，ω为基准角频率，i为第i个霍尔信号值。

下面通过具体的实施例来解释本申请实施例中提供的计算电机对应的霍尔信号的基准角频率具体实施过程。

图4为本申请实施例提供的计算电机对应的霍尔信号的基准角频率的流程示意图，请参照图4，根据电机的转动频率，计算电机对应的霍尔信号的基准角频率，包括：

S410：根据电机的转动频率，计算电机转动一圈的用时。

需要说明的是，电机转动一圈的用时具体计算方法如下：

T＝1/f；

其中，T为电机转动一圈的用时，f为电机的转动频率。

S420：根据电机转动一圈的用时，以及电机转动一圈产生的正余弦信号的周期数，计算电机对应的霍尔信号频率。

需要说明的是，电机转动一圈会产生等同于极对数值个周期的正余弦信号，也即是说，电机转动一圈会产生p个周期的正余弦信号；根据电机转动一圈的用时以及电机转动一圈产生的正余弦信号的周期数，可以确定霍尔信号的周期，具体计算公式如下：

T’＝T/p；

其中，T’为霍尔信号的周期，根据霍尔信号的周期可以确定霍尔信号频率，具体计算公式如下：

f’＝1/T’＝p/T＝p×f；

其中，f’为霍尔信号频率。

S430：根据霍尔信号频率，得到基准角频率。

确定了霍尔信号频率后，可以根据霍尔信号频率计算基准角频率，具体计算过程如下：

ω＝2πf′；

其中，ω即为基准角频率。

下面通过具体的实施例来解释本申请实施例中提供的采用最小二乘法计算的具体实施过程。

图5为本申请实施例提供的采用最小二乘法计算的流程示意图，请参照图5，根据标幺化处理后的霍尔信号值，以及基准角频率，采用最小二乘法，得到电机对应的波形参数，包括：

S510：根据函数矩阵和参数矩阵的乘积，得到霍尔信号值的第一矩阵。

其中，函数矩阵包括：多组正余弦函数，每组正余弦函数包括：预设整数倍的基准角频率的余弦函数和正弦函数；参数矩阵包括：多组正余弦参数，每组正余弦参数包括：一个余弦幅值参数和一个正弦幅值函数；第一矩阵包括：一组正余弦函数与一组正余弦参数的乘积所得到的计算霍尔信号值。

需要说明的是，可以对构建的波形公式进行三角函数展开处理，将波形公式分解为多个标准的正弦波形和多个标准的余弦波形的叠加：

y(t)＝Ccos(2πft+θ)＝Acos(2πft)+B sin(2πft)；

可以通过最小二乘法确定构建的波形公式的残差平方和最小，残差平方和的计算公式具体如下：

其中，E即为残差平方和，y_i为多个标幺化处理后的霍尔信号值，A为余弦幅值参数，B为正弦幅值函数，i为第i个霍尔信号值，n为霍尔信号值的总数，根据上述残差平方和的计算公式中的相关参数，构建相关矩阵，其中，函数矩阵M具体构建如下：

参数矩阵X₀具体构建如下：

第一矩阵即为：M×X₀。

S520：根据标幺化处理后的霍尔信号值所构成的第二矩阵，和第一矩阵，得到残差矩阵。

其中，残差矩阵包括：一个标幺化处理后的霍尔信号值与一个计算霍尔信号值的差值。

需要说明的是，第二矩阵具体如下：

构建残差矩阵，残差矩阵为：(y-MX₀)。

S530：确定残差矩阵和残差矩阵的转置的乘积最小时的正余弦参数为目标正余弦参数。

可以根据残差矩阵和残差矩阵的转置的乘积最小时残差的平方和最小，也即是：

E＝E(ω)＝(y-MX₀)^T(y-MX₀)；

当E取值最小时，求解上述公式，可以得到：

其中，

为X₀的拟合值中的最小值，得出此时X₀中的目标余弦参数和目标正弦参数分别为A₀和B₀。

S540：根据目标正余弦参数，分别计算目标相位和目标幅值。

根据目标正余弦参数A₀和B₀可以确定目标幅值为：

目标相位为：

可选地，根据拟合后的正余弦波形，计算电机的角度，包括：

采用反正切法对正余弦波形进行处理，得到电机的角度。

可以采用反正切法对上述得到的正余弦波形进行处理，即可求解出电机角度。

需要说明的是，计算得到上述目标相位和目标幅值后，可以得到目标余弦信号，目标余弦信号可以如下表示：

y(t)＝Ccos(2πft+θ)；

可以将上述目标余弦信号拟合为标准的余弦信号：

也即是y(t)＝cos(θ’)；

相应地，霍尔信号为两相信号，另一相信号即对应为y(t)＝sin(θ’)；

在此基础上，θ’即为电机的角度，根据采用反正切法求解：

tanθ’＝sinθ’/cosθ’；

θ’＝arctan(sinθ’/cosθ’)；

进而求解得到电机角度θ’。

下述对用以执行的本申请所提供霍尔信号处理方法对应的装置、设备及存储介质等进行说明，其具体的实现过程以及技术效果参见上述，下述不再赘述。

图6为本申请实施例提供的霍尔信号处理装置的结构示意图，请参照图6，霍尔信号处理装置，包括：信号获取模块100、标幺处理模块200、波形拟合模块300、角度计算模块400；信号获取模块100，用于根据电机工作时采集的霍尔信号，得到电机在工作时的霍尔信号值；标幺处理模块200，用于根据预设的标幺化基值，对电机在工作时的霍尔信号值进行标幺化处理；波形拟合模块300，用于根据标幺化处理后的霍尔信号值，拟合电机的霍尔信号的正余弦波形；角度计算模块400，用于根据拟合后的正余弦波形，计算电机的角度。

可选地，信号获取模块100，具体用于对霍尔信号进行采样；根据采样得到的霍尔信号值，和预先获取的初始霍尔信号值的差值，确定电机在工作时的霍尔信号值。

可选地，标幺处理模块200，具体用于从电机在工作时的多个霍尔信号值中确定最大霍尔信号值为标幺化基值。

可选地，波形拟合模块300，具体用于根据电机的转动频率，计算电机对应的霍尔信号的基准角频率；根据标幺化处理后的霍尔信号值，以及基准角频率，采用最小二乘法，得到电机对应的波形参数；波形参数包括：目标相位和目标幅值；根据目标相位、目标幅值以及基准角频率，拟合正余弦波形。

可选地，波形拟合模块300，还用于根据电机的转动频率，计算电机转动一圈的用时；根据电机转动一圈的用时，以及电机转动一圈产生的正余弦信号的周期数，计算电机对应的霍尔信号频率；根据霍尔信号频率，以及周期数，得到基准角频率。

可选地，波形拟合模块300，还用于根据函数矩阵和参数矩阵的乘积，得到霍尔信号值的第一矩阵；其中，函数矩阵包括：多组正余弦函数，每组正余弦函数包括：预设整数倍的基准角频率的余弦函数和正弦函数；参数矩阵包括：多组正余弦参数，每组正余弦参数包括：一个余弦幅值参数和一个正弦幅值函数；第一矩阵包括：一组正余弦函数与一组正余弦参数的乘积所得到的计算霍尔信号值；根据标幺化处理后的霍尔信号值所构成的第二矩阵，和第一矩阵，得到残差矩阵；残差矩阵包括：一个标幺化处理后的霍尔信号值与一个计算霍尔信号值的差值；确定残差矩阵和残差矩阵的转置的乘积最小时的正余弦参数为目标正余弦参数；根据目标正余弦参数，分别计算目标相位和目标幅值。

可选地，角度计算模块400，具体用于采用反正切法对正余弦波形进行处理，得到电机的角度。

上述装置用于执行前述实施例提供的方法，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器(digital singnal processor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(CentralProcessing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上***(system-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。

图7为本申请实施例提供的电机控制器的结构示意图，请参照图7，电机控制器，包括：存储器500、处理器600，存储器500中存储有可在处理器600上运行的计算机程序，处理器600执行计算机程序时，实现上述霍尔信号处理方法的步骤。

本申请实施例的另一方面，还提供一种存储介质，存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现上述霍尔信号处理方法的步骤。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，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，仅仅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***，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，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

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网络单元上。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，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元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(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(英文：processor)执行本发明各个实施例方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种霍尔信号处理方法，其特征在于，包括：

根据电机工作时采集的霍尔信号，得到所述电机在工作时的霍尔信号值；

根据预设的标幺化基值，对所述电机在工作时的霍尔信号值进行标幺化处理；

根据标幺化处理后的霍尔信号值，拟合所述电机的霍尔信号的正余弦波形；

根据拟合后的所述正余弦波形，计算所述电机的角度；

所述根据标幺化处理后的霍尔信号值，拟合所述电机的霍尔信号的正余弦波形，包括：

根据所述电机的转动频率，计算所述电机对应的霍尔信号的基准角频率；

根据标幺化处理后的霍尔信号值，以及所述基准角频率，采用最小二乘法，得到所述电机对应的波形参数；所述波形参数包括：目标相位和目标幅值；

根据所述目标相位、所述目标幅值以及所述基准角频率，拟合所述正余弦波形；

所述根据标幺化处理后的霍尔信号值，以及所述基准角频率，采用最小二乘法，得到所述电机对应的波形参数，包括：

根据函数矩阵和参数矩阵的乘积，得到霍尔信号值的第一矩阵；其中，所述函数矩阵包括：多组正余弦函数，每组正余弦函数包括：预设整数倍的所述基准角频率的余弦函数和正弦函数；所述参数矩阵包括：多组正余弦参数，每组正余弦参数包括：一个余弦幅值参数和一个正弦幅值函数；所述第一矩阵包括：一组正余弦函数与一组正余弦参数的乘积所得到的计算霍尔信号值；

根据所述标幺化处理后的霍尔信号值所构成的第二矩阵，和所述第一矩阵，得到残差矩阵；所述残差矩阵包括：一个标幺化处理后的霍尔信号值与一个计算霍尔信号值的差值；

确定所述残差矩阵和所述残差矩阵的转置的乘积最小时的正余弦参数为目标正余弦参数；

根据所述目标正余弦参数，分别计算所述目标相位和所述目标幅值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据电机工作时采集的霍尔信号，得到所述电机在工作时的霍尔信号值，包括：

对所述霍尔信号进行采样；

根据采样得到的霍尔信号值，和预先获取的初始霍尔信号值的差值，确定所述电机在工作时的霍尔信号值。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设的标幺化基值，对所述电机在工作时的霍尔信号值进行标幺化处理之前，所述方法还包括：

从所述电机在工作时的多个霍尔信号值中确定最大霍尔信号值为所述标幺化基值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述电机的转动频率，计算所述电机对应的霍尔信号的基准角频率，包括：

根据所述电机的转动频率，计算所述电机转动一圈的用时；

根据所述电机转动一圈的用时，以及所述电机转动一圈产生的正余弦信号的周期数，计算所述电机对应的霍尔信号频率；

根据所述霍尔信号频率，得到所述基准角频率。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据拟合后的所述正余弦波形，计算所述电机的角度，包括：

采用反正切法对所述正余弦波形进行处理，得到所述电机的角度。

6.一种霍尔信号处理装置，其特征在于，包括：信号获取模块、标幺处理模块、波形拟合模块、角度计算模块；

所述信号获取模块，用于根据电机工作时采集的霍尔信号，得到所述电机在工作时的霍尔信号值；

所述标幺处理模块，用于根据预设的标幺化基值，对所述电机在工作时的霍尔信号值进行标幺化处理；

所述波形拟合模块，用于根据标幺化处理后的霍尔信号值，拟合所述电机的霍尔信号的正余弦波形；

所述角度计算模块，用于根据拟合后的所述正余弦波形，计算所述电机的角度；

所述波形拟合模块，具体用于根据所述电机的转动频率，计算所述电机对应的霍尔信号的基准角频率；根据标幺化处理后的霍尔信号值，以及所述基准角频率，采用最小二乘法，得到所述电机对应的波形参数；所述波形参数包括：目标相位和目标幅值；根据所述目标相位、所述目标幅值以及所述基准角频率，拟合所述正余弦波形；

所述波形拟合模块，具体用于根据函数矩阵和参数矩阵的乘积，得到霍尔信号值的第一矩阵；其中，所述函数矩阵包括：多组正余弦函数，每组正余弦函数包括：预设整数倍的所述基准角频率的余弦函数和正弦函数；所述参数矩阵包括：多组正余弦参数，每组正余弦参数包括：一个余弦幅值参数和一个正弦幅值函数；所述第一矩阵包括：一组正余弦函数与一组正余弦参数的乘积所得到的计算霍尔信号值；根据所述标幺化处理后的霍尔信号值所构成的第二矩阵，和所述第一矩阵，得到残差矩阵；所述残差矩阵包括：一个标幺化处理后的霍尔信号值与一个计算霍尔信号值的差值；确定所述残差矩阵和所述残差矩阵的转置的乘积最小时的正余弦参数为目标正余弦参数；根据所述目标正余弦参数，分别计算所述目标相位和所述目标幅值。

7.一种电机控制器，其特征在于，包括：存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现权利要求1至5任一项所述的方法的步骤。

8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。

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