CN116938053A - 用于控制同步电机的方法、电子设备和车辆 - Google Patents

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Abstract

本公开的实施例提供了一种控制同步电机的方法、电子设备和车辆。该方法包括在所述电机的当前转速达到或者超过阈值转速的情况下，根据所述电机的当前转速确定随所述当前转速变化的系数因子；根据所述系数因子确定比例积分参数；确定直轴电流偏差值和交轴电流偏差值；以及根据所确定的直轴电流偏差值、交轴电流偏差值以及所述比例积分参数来确定用于控制所述电机的直轴电压值和交轴电压值。通过采用根据当前转速调整电流环带宽的方法，在满足电流实施反馈值对给定电流值跟踪的同时，采用分段限行系数因子匹配策略减弱对含有反电势在内的交叉解耦项的扰动干扰，进而降低高转速对控制***的影响，保证了控制***的稳定性和鲁棒性。

Description

用于控制同步电机的方法、电子设备和车辆
技术领域
本公开的实施例总体上涉及电机控制的领域，并且更具体地，涉及用于控制同步电机的方法、电子设备和由电机驱动的车辆。
背景技术
电机，又被称为马达，是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。电机的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。电机按结构和原理可以分为直流电机和交流电机。交流电机又可以被分为永磁同步电机和异步感应电机等。
电机的控制动伺服一般是采用三环控制***，从内到外依次是电流环、速度环、位置环。电流环用来控制电机转矩，所以在转矩模式下驱动器的运算最小，动态响应最快。电流环是控制的根本，在***进行速度和位置控制的同时***也在进行电流/转矩的控制以达到对速度和位置的相应控制。
对于永磁同步电机而言，电流环控制在电机转子处于高转速区时因高转速而受到含有反电势在内的交叉解耦项的干扰，极易造成电流环调节饱和，进而影响电流环调节器的稳定。
发明内容
本公开的实施例提供一种用于控制同步电机的方法和电子设备，以至少部分地解决现有技术中存在的上述问题以及其他潜在问题。
在本公开的一个方面，提供了一种用于控制同步电机的方法。该方法包括在所述电机的当前转速达到或者超过阈值转速的情况下，根据所述电机的当前转速确定随所述当前转速变化的系数因子；根据所述系数因子确定比例积分参数；确定直轴电流偏差值和交轴电流偏差值；以及根据所确定的直轴电流偏差值、交轴电流偏差值以及所述比例积分参数来确定用于控制所述电机的直轴电压值和交轴电压值。
在一些实施例中，确定所述比例积分参数包括：根据所述系数因子中的比例因子确定所述比例积分参数中的比例参数；以及根据所述系数因子中的积分因子确定所述比例积分参数中的积分参数。
在一些实施例中，确定系数因子包括：根据所述当前转速确定所述当前转速所处的转速区间；根据所确定的转速区间获取因子计算系数；以及根据所述当前转速以及所述因子计算系数确定所述系数因子。
在一些实施例中，确定直轴电流偏差值和交轴电流偏差值包括：获取给定直轴电流值和给定交轴电流值；获取实时直轴电流值和实时交轴电流值；以及根据所述给定直轴电流值和所述实时直轴电流值确定直轴电流偏差值，并且根据所述给定交轴电流值和所述实时交轴电流值确定交轴电流偏差值。
在一些实施例中，获取实时直轴电流值和实时交轴电流值包括：从传感器获取直轴电流值和交轴电流值；对所获取的所述直轴电流值和所述交轴电流值分别进行滤波以确定经滤波的实时直轴电流值和实时交轴电流值。
在一些实施例中，确定用于控制所述电机的直轴电压值和交轴电压值还包括：根据直轴电流偏差值以及所述比例参数来确定所述直轴电压值的比例分量；以及根据交轴电流偏差值以及所述比例参数来确定所述交轴电压值的比例分量。
在一些实施例中，确定用于控制所述电机的直轴电压值和交轴电压值还包括：根据直轴电流偏差值、所述积分参数和所述比例参数来确定所述直轴电压值的积分分量；以及根据交轴电流偏差值、所述积分参数和所述比例参数来确定所述交轴电压值的积分分量。
在一些实施例中，确定用于控制所述电机的直轴电压值和交轴电压值还包括：对所确定的直轴电压值的积分分量和所述交轴电压值的积分分量进行限幅；根据经限幅的所述直轴电压值的积分分量和所述直轴电压值的比例分量确定直轴电压值；根据经限幅的所述交轴电压值的积分分量和所述交轴电压值的比例分量确定所述交轴电压值；以及对所确定的所述直轴电压值和所述交轴电压值进行限幅以确定用于控制所述电机的直轴电压值和交轴电压值。
在一些实施例中，方法还包括对所确定的所述直流电压值和所述交轴电压值通过Park逆变换和Clark逆变换确定用于施加到所述电机的定子绕组的相电压。
在本公开的第二方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括至少一个处理单元，以及至少一个存储器，被耦合至所述至少一个处理单元，并且适于存储指令，所述指令在被所述至少一个处理单元执行时使得所述至少一个处理单元：在所述电机的当前转速达到或者超过阈值转速的情况下，根据所述电机的当前转速确定随所述当前转速变化的系数因子；根据所述系数因子确定比例积分参数；确定直轴电流偏差值和交轴电流偏差值；以及根据所确定的直轴电流偏差值、交轴电流偏差值以及所述比例积分参数来确定用于控制所述电机的直轴电压值和交轴电压值。
在一些实施例中，处理单元还被配置为根据所述系数因子中的比例因子确定所述比例积分参数中的比例参数；以及根据所述系数因子中的积分因子确定所述比例积分参数中的积分参数。
在一些实施例中，处理单元还被配置为根据所述当前转速确定所述当前转速所处的转速区间；根据所确定的转速区间获取因子计算系数；以及根据所述当前转速以及所述因子计算系数确定所述系数因子。
在一些实施例中，处理单元还被配置为获取给定直轴电流值和给定交轴电流值；获取实时直轴电流值和实时交轴电流值；以及根据所述给定直轴电流值和所述实时直轴电流值确定直轴电流偏差值，并且根据所述给定交轴电流值和所述实时交轴电流值确定交轴电流偏差值。
在一些实施例中，处理单元还被配置为从传感器获取直轴电流值和交轴电流值；对所获取的所述直轴电流值和所述交轴电流值分别进行滤波以确定经滤波的实时直轴电流值和实时交轴电流值。
在一些实施例中，处理单元还被配置为根据直轴电流偏差值以及所述比例参数来确定所述直轴电压值的比例分量；以及根据交轴电流偏差值以及所述比例参数来确定所述交轴电压值的比例分量。
在一些实施例中，处理单元还被配置为根据直轴电流偏差值、所述积分参数和所述比例参数来确定所述直轴电压值的积分分量；以及根据交轴电流偏差值、所述积分参数和所述比例参数来确定所述交轴电压值的积分分量。
在一些实施例中，处理单元还被配置为对所确定的直轴电压值的积分分量和所述交轴电压值的积分分量进行限幅；根据经限幅的所述直轴电压值的积分分量和所述直轴电压值的比例分量确定直轴电压值；根据经限幅的所述交轴电压值的积分分量和所述交轴电压值的比例分量确定所述交轴电压值；以及对所确定的所述直轴电压值和所述交轴电压值进行限幅以确定用于控制所述电机的直轴电压值和交轴电压值。
在一些实施例中，处理单元还被配置为对所确定的所述直流电压值和所述交轴电压值通过Park逆变换和Clark逆变换确定用于施加到所述电机的定子绕组的相电压。
根据本公开的第三方面，还提供了一种车辆。该车辆包括电机，用于驱动所述车辆运动；以及根据第二方面所述的电子设备。
根据本公开的第四方面，提供了一种计算机可读介质。该计算机可读介质具有存储在其上的计算机可读指令，所述指令在被处理单元执行时使得所述处理单元执行上文中第一方面所述的方法。
应当理解，发明内容部分并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，亦非旨在用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
以下通过结合附图更详细地描绘本公开的示例性实施例，本公开的上述目的和其它目的、特征和优点将变得更加明显，其中在本公开的示例性实施例中，相同的附图标记通常表示相同的部件。
图1示例性地示出了根据本公开的实施例的车辆的示意图；
图2示出了直轴电流环控制框图；
图3示出了忽略扰动量后经简化的直轴电流环控制框图；
图4示出了考察交叉解耦项对电流环的影响后得到的电流环控制框图；
图5示出了将给定直轴电流值设定为0后经简化的直轴电流环控制框图；
图6示出了根据本公开实施例的方法的流程图；
图7示出了根据本公开实施例的方法的程序实现示意图；以及
图8示出了可以用来实施本公开的实施例的电子设备的示意性框图。
具体实施方式
现在将参照附图中所示的各种示例性实施例对本公开的原理进行说明。应当理解，这些实施例的描述仅仅为了使得本领域的技术人员能够更好地理解并进一步实现本公开，而并不意在以任何方式限制本公开的范围。应当注意的是，在可行情况下可以在图中使用类似或相同的附图标记，并且类似或相同的附图标记可以表示类似或相同的功能。本领域的技术人员将容易地认识到，从下面的描述中，本文中所说明的结构和方法的替代实施例可以被采用而不脱离通过本文描述的本公开的原理。
图1中示出了诸如电动汽车的车辆200的仰视示意图，其中示出了除了一些必要的诸如轮胎等的部件外，电动汽车还包括电机201、处理单元202。应当理解的是，虽然在下文中将主要以电动汽车为例来描述对电机201的控制方法的改进，但这是示意性的，不旨在限制本公开的保护范围。只要能够应用根据本公开实施例的方法，其他任意适当的装置或者设备也是可能的。例如，在一些替代的实施例中，根据本公开实施例的方法和电子设备也同样可以应用于由电机201驱动的机床等。
下文中将主要以永磁同步电机为例来描述根据本公开的发明构思。为了便于描述，先建立关于永磁同步电机的模型。为简化分析过程，在建立模型之前，首先假设电机电流为三相对称电流；忽略电机铁心饱和，不计涡流和磁阻损耗；转子上没有阻尼绕组；永磁体产生的主磁场和定子绕组产生的电枢反应磁场在气隙中为正态分布。在上述条件下，可得到永磁同步电机的直轴电压和交轴电压可以表示为以下等式。
其中ud、uq分别为定子电压的直轴分量和交轴分量，下文中也将被称为直轴电压值和交轴电压值，id、iq分别为定子电流的直轴分量和交轴分量，下文中也被称为直轴电流值和交轴电流值；Ld、Lq分别为直轴电感和交轴电感；Ψf为转子磁链；Rs为定子相绕组电阻；ω为转子电角速度；p为微分算子。
根据定子相电压方程，比例积分环节的传递函数可以表示为以下等式。
其中kp为比例参数，τ为积分参数。
考虑到采样延迟，将脉宽调制(PWM)逆变器环节视为一阶惯性环节，其中令时间常数为1.5Tpwm，则PWM传递函数可以表示为如下等式。
以直轴电流环设计为例，电机直轴***传递函数可以用如下等式来表示。交轴电流***传递函数也是类似的，在此不再赘述。
其中Ld为直轴电感；Rs为定子相绕组电阻。
以此方式，直轴电流环控制框图可以表示为如图2所示。在图2中，id_Ref表示给定直轴电流值；id表示电流环输出直轴电流值；ωLdiq为作为扰动量的交叉解耦项。
在设计比例积分环节参数时，需要忽略扰动量ωLdiq的响应，由此直轴电流环控制框图可以被简化为如图3所示。
一般来说，对于控制***而言，根据***中所含的积分环节的数目，可以将***分为0型、一型、二型和三型等***。一般而言，0型***在稳态时存在静差，容易导致***不稳定，三型以及以上的***不易稳定，实际中使用的较少。因此，通常采用一型和二型***，电机的控制也是如此。
为了确定比例积分环节的参数，电机的控制***依据典型一型***的校正方法，以直轴为例，直轴***的传递函数可以被改写为如下等式。
其中Td为直轴时间常数，
结合等式(2)、(3)和(5)可以确定直轴电流环开环传递函数可以表示为如下等式。
由于脉宽调制时间常数远小于直轴时间常数，即，TPWM＜＜Td，故采取开环传递函数零点与较大惯性环节的极点对消的原则，令则直轴电流开环传递函数可以简化为如下等式。
其中传递系数时间常数T＝1.5TPWM。
根据典型一型***的校正方法，令则具有以下等式。
将和/>代入等式(8)，可以将电流环调节参数确定为如下等式。
其中ωPWM为脉宽调制开关角频率，fPWM为脉宽调制开关频率，TPWM为脉宽调制周期，kp为比例积分环节的比例参数，τ为积分参数，Ld为直轴电感，Rs为定子相绕组电阻。
由此可以通过以下等式确定电流环穿越频率ωc。穿越频率是指幅频特性曲线上使得幅频特性函数幅值第一次穿越0dB的频率点。
也就是说，电流环开环穿越频率约为开关角频率的
如果电机的控制***依据典型二型***的校正方法，首先忽略定子相绕组电阻的影响，以直轴为例，直轴***的传递函数可以被改写为如下等式。
其中Ld为直轴电感，Rs为定子相绕组电阻。
结合等式(2)、(3)和(11)可以确定直轴电流开环传递函数为如下等式。
其中传递系数时间常数T＝1.5TPWM。
考察直轴电流环开环传递函数的幅频特性，令s＝jω，代入等式(12)，可以得到以下等式。
由此，可以确定幅频特性函数为如下等式。
令转折频率转折频率/>电流环开环传递函数的穿越频率为ωc，根据幅频特性可得以下等式。
20lgK-(40lgω1-40lg1)-(20lgωc-20lgω1)＝0 (15)
整理上述等式可以确定开环增益K为如下等式。
根据典型二型***的校正方法，令电流环开环穿越频率并令频宽/>则比例积分环节的相关系数可以确定为如下等式。
将τ＝10T＝15TPWM和/>联立代入上述等式(17)，得到比例积分环节的比例参数为如下等式。
其中ωPWM为脉宽调制开关角频率，TPWM为脉宽调制周期，kp为比例积分环节的比例参数，T为时间常数，Ld为直轴电感。
由此得到比例积分环节的相关参数值，由如下等式表示。
将T＝1.5TPWM和代入上述等式，得到电流环开环传递函数的穿越频率ωc由以下等式表示。
无论是上述的典型一型***校正方法和典型二型***校正方法，都是按照交叉解耦项视为扰动量并忽略来设计调节器参数的，现在考察交叉解耦项对环路的影响，则电路环控制框图表示为如图4所示。如果将给定直轴电流值id_Ref设定为0，则图4中的电流环控制框图可以简化为如图5所示。由此可以确定该环路开环传递函数可以表示为如下等式。
通过比较可以发现，图5中所示的电流环与图3中所示的电路环具有同样的电流环带宽，即，电流环调节器参数对给定直轴电流值id_Ref和交叉解耦项ωLdiq同样的增益反馈控制效果。
然而，在高转速区，转子的角速度ω较大，于是含有角速度量的交叉解耦项ωLdiq也较大。电流环在对给定直轴电流值调节控制的同时，作为扰动量的交叉解耦项ωLdiq同样也被放大调节。由于高转速区交叉解耦项ωLdiq的值较大，采用原有的比例积分环节的参数非常容易使比例积分环节失去控制作用，进而带来影响电流环调节器的稳定性问题。
因此，为了克服高转速区交叉解耦项作为扰动量对控制环路的影响，需要在原比例积分环节参数设计的基础上减小电流环的带宽。发明人经过研究，提出了采用转速为自变量、以带宽系数为因变量的多段线性函数的校正方法，即，在原比例积分环节参数的基础上分别乘以系数因子，从而构成适应高转速区的根据转速变化的新比例积分参数。例如，在一些实施例中，系数因子可以包括比例因子λkp(n)和积分因子λτi(n)。其中n由以下等式表示。
以典型一型***设计方案为例，令如下等式成立。
设在某转速n0下，λkp(n0)＝1，则转速n0可以为电机过弱磁点后开始干预的高转速点，也就是上述相关系数因子需要降低的转速点。随着转速的不断升高，当在转速n1时，令λkp(n1)＝λ1。λ1为在转速n1时比例积分环节的比例因子(即，比例增益系数因子)，并且λ1<1。
令比例因子λkp(n)＝a1n+b1，则将上述两个条件下的参数代入其中可以按如下等式得到系数a1、b1。
因此，λkp(n)可以表示为如下等式。
以此类推，在不同的转速区间可以分段设计出λkp(n)的线性函数，由如下等式表示。
同样道理，积分因子λτi(n)可以按如下等式表示。
将上述等式(26)和(27)代入等式(23)，可以达到随着转速变化的比例积分环节的比例积分参数有如下等式表示。
其中λkp(n)和λτi(n)分别为比例因子和积分因子，其为随着转速变化的分段线性函数。这些比例因子和积分因子被存储到处理单元202的存储器中，以供计算机程序在执行时调用。
基于此构思，根据本公开实施例提供了一种用于控制同步电机的方法。该方法可以由车辆的处理单元202来执行，也可以由电机的处理单元202来执行。例如，该方法可以被编程成计算机能够读取的指令并且存储在存储器中。此外，该方法也可以作为中断服务程序来在处理单元202执行中断指令时来执行。当由处理单元202执行该指令时，执行该指令所对应的方法的步骤。图6示出了根据本公开实施例的方法的流程图。
如图6所示，根据本公开实施例的方法，在框410，处理单元202会根据所述电机的当前转速确定随所述当前转速变化的系数因子λkp(n)和λτi(n)。如果电机的当前转速还未达到或者超过阈值转速，可以令λkp(n)和λτi(n)都等于1。阈值转速即为前文中提到的转速可以为电机过弱磁点后开始干预的高转速点，也就是上述系数因子需要降低的转速点。在达到或者超过阈值转速的情况下，在一些实施例中，处理单元202可以先根据当前转速确定转速所处于的转速区间。然后处理单元202根据所确定的转速区间确定因子计算系数a1、……、ak，b1、……、bk，α1、……、αk，以及β1、……、βk。随后，处理单元202可以根据所确定的因子计算系数以及当前转速来根据上述等式(26)和(27)来确定系数因子中的比例因子λkp(n)和积分因子λτi(n)。
在确定了系数因子后，在框420，处理单元202会根据所确定的系数因子来确定比例积分参数。具体而言，在一些实施例中，处理单元202会根据上述等式(23)并根据所确定的比例因子λkp(n)来确定比例积分参数中的比例参数kp，同时根据所确定的积分因子λτi(n)确定积分参数τ。
为了确定控制电机的直轴电压值和交轴电压值，在框430，处理单元202还会确定直轴电流偏差值和交轴电流偏差值。图7以直轴为例示出了根据本公开实施例的电流环控制算法的程序流程图。如图7所示，在一些实施例中，确定控制电机的直轴电压值和交轴电压值可以先确定直轴电流偏差值和交轴电流偏差值。具体而言，在一些实施例中，处理单元202会获取给定直轴电流值id_Ref和给定交轴电流值iq_Ref。该给定直轴电流值和给定交轴电流值可以是某个控制单元例如根据所输入的转矩等参数确定的电流环的给定电流值。同时，处理单元202还会从传感器获取的传感器值来确定电机当前的实时直轴电流值和实时直交轴电流值。在实时直轴电流值和实时直交轴电流值的过程中，可以对从传感器获得数据进行滤波以获得经滤波后的实时直轴电流值id_filt和实时交轴电流值iq_filt。以此方式，可以确定直轴电流偏差值和交轴电流偏差值。例如，直轴电流偏差值可以使用以下等式来获得。交轴电流偏差值的计算也是类似的，在下文中将不再分别赘述。
id_err＝id_Ref-id_filt (29)
其中id_err为直轴电流偏差值；id_Ref为给定直轴电流值；id_filt为经滤波后的实时直轴电流值。
在直轴电流偏差值和交轴电流偏差值确定后，在框440，处理单元202根据所确定的直轴电流偏差值、交轴电流偏差值以及比例积分参数来确定用于控制电机的直轴电流值和交轴电流值。通过上述步骤可以看出，如前文中所提到的，通过采用根据当前转速调整电流环带宽的方法，在满足电流实施反馈值对给定电流值跟踪的同时，采用分段限行系数因子匹配策略减弱对含有反电势在内的交叉解耦项的扰动干扰，进而降低高转速对控制***的影响，保证了控制***的稳定性和鲁棒性。
在一些实施例中，在直轴电流偏差值和交轴电流偏差值确定后，可以进一步根据之前根据转速确定的比例参数kp来确定直轴电压值的比例分量和交轴电压值的比例分量。具体而言，对于直轴而言，比例积分环节输出的直轴电压值的比例分量可以通过以下等式来计算。对于交轴的情况也是类似的，在下文中将不再分别赘述。
udP_out＝kp×id_err (30)
其中udP_out为直轴电流值的比例分量，其为直轴电压计算中的中间量；kp为比例积分环节的比例参数，其可以通过等式(23)来确定；id_err为直轴电流偏差值。
接下来，可以通过以下等式根据直轴电流偏差值、积分参数τ和比例参数kp确定的比例积分环节输出的直轴电流值的积分分量。
其中udI_out为直轴电流值的积分分量，其为直轴电压计算中的中间量；τ为比例积分环节的积分参数，其可以通过等式(23)来确定；id_err为直轴电流偏差值；TPWM为脉宽调制周期，为时间常数。
接下来，可以对该直轴电流值的积分分量进行限幅，以得到经限幅的直轴电流值的积分分量udI_out，其为计算直轴电压的中间量。
接下来，由比例积分环节输出的直轴电压值就可以通过如下等式来确定。交轴电压值计算也是类似的，在下文中将不再分别赘述。
udPI_out＝udP_out+udI_out (32)
其中udP_out为直轴电压的比例分量；udI_out为经限幅的比例分量；udPI_out为比例积分环节输出的直轴电压值。在一些实施例中，还可以对该输出的直轴电压值进行限幅，从而得到用于控制电机的直轴电压值。用于控制电机的交轴电压值也经过类似操作，在此就不在赘述。
在直轴电压值和交轴电压值都确定后，可以对确定的直轴电压值和交轴电压值进行Park逆变换和Clark逆变换即可确定用于施加到电机201的定子的绕组的相电压。所得到的相电压根据诸如空间矢量脉宽调制(SVPWM)发波控制来最终控制逆变器将相电压施加到定子的绕组。
SVPWM的主要思想是以三相对称正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准，以三相逆变器不同开关模式作适当的切换，从而形成PWM波，以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆。传统的SPWM方法从电源的角度出发，以生成一个可调频调压的正弦波电源，而SVPWM方法将逆变***和电机201看作一个整体来考虑，模型比较简单，也便于微处理器的实时控制。
通过该方法，可以解决电流环在高转速运行区域容易受到含有反电势在内的交叉解耦项的干扰，极易造成电流环调节器饱和，进而影响电流环调节器的稳定的问题。该方法在满足实时电流值对给定电流值跟踪的同时，采用分段线性系数因子匹配策略减弱对含有反电势在内的交叉解耦项的干扰，从而降低高转速扰动量对控制***的影响，保证控制***的稳定性和鲁棒性。
图8示出了可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备800的示意性框图。设备800可以用于实施图6中所示的方法。如图所示，设备800包括中央处理单元202(CPU)801。中央处理单元202801可以是前文中所提到的至少一个处理单元202，其可以根据存储在只读存储器(ROM)802中的计算机程序指令或者从存储单元808加载到随机访问存储器(RAM)803中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 803中，还可存储设备800操作所需的各种程序和数据。CPU 801、ROM 802以及RAM 803通过总线804彼此相连。输入/输出(I/O)接口805也连接至总线804。
设备800中的多个部件连接至I/O接口805，包括：输入单元806，例如键盘、鼠标等；输出单元807，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元808，例如磁盘、光盘等；以及通信单元809，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元809允许设备800通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理单元执行上文所描述的各个方法和处理，例如过程600和700。例如，在一些实施例中，过程600和700可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元808。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 602和/或通信单元809而被载入和/或安装到设备800上。当计算机程序加载到RAM 803并由CPU 801执行时，可以执行上文描述的过程600和700的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，CPU 801可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行过程600和700。
本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上***的***(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)等等。
用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本公开的上下文中，计算机可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行***、装置或设备使用或与指令执行***、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体***、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这应当理解为要求这样操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行，或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。
应当理解，本公开的以上详细实施例仅仅是为了举例说明或解释本公开的原理，而不是限制本公开。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替代、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。同时，本公开所附的权利要求旨在覆盖落入权利要求的范围和边界或范围和边界的等同物内的所有变化和修改。

Claims (20)

1.一种用于控制同步电机的方法，包括：
在所述电机的当前转速达到或者超过阈值转速的情况下，根据所述电机的当前转速确定随所述当前转速变化的系数因子；
根据所述系数因子确定比例积分参数；
确定直轴电流偏差值和交轴电流偏差值；以及
根据所确定的直轴电流偏差值、交轴电流偏差值以及所述比例积分参数来确定用于控制所述电机的直轴电压值和交轴电压值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述比例积分参数包括：
根据所述系数因子中的比例因子确定所述比例积分参数中的比例参数；以及
根据所述系数因子中的积分因子确定所述比例积分参数中的积分参数。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中确定系数因子包括：
根据所述当前转速确定所述当前转速所处的转速区间；
根据所确定的转速区间获取因子计算系数；以及
根据所述当前转速以及所述因子计算系数确定所述系数因子。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中确定直轴电流偏差值和交轴电流偏差值包括：
获取给定直轴电流值和给定交轴电流值；
获取实时直轴电流值和实时交轴电流值；以及
根据所述给定直轴电流值和所述实时直轴电流值确定直轴电流偏差值，并且根据所述给定交轴电流值和所述实时交轴电流值确定交轴电流偏差值。
5.根据权利要求4所述的方法，其中获取实时直轴电流值和实时交轴电流值包括：
从传感器获取直轴电流值和交轴电流值；
对所获取的所述直轴电流值和所述交轴电流值分别进行滤波以确定经滤波的实时直轴电流值和实时交轴电流值。
6.根据权利要求1、2和5中任一项所述的方法，其中确定用于控制所述电机的直轴电压值和交轴电压值还包括：
根据直轴电流偏差值以及所述比例参数来确定所述直轴电压值的比例分量；以及
根据交轴电流偏差值以及所述比例参数来确定所述交轴电压值的比例分量。
7.根据权利要求6所述的方法，其中确定用于控制所述电机的直轴电压值和交轴电压值还包括：
根据直轴电流偏差值、所述积分参数和所述比例参数来确定所述直轴电压值的积分分量；以及
根据交轴电流偏差值、所述积分参数和所述比例参数来确定所述交轴电压值的积分分量。
8.根据权利要求7所述的方法，其中确定用于控制所述电机的直轴电压值和交轴电压值还包括：
对所确定的直轴电压值的积分分量和所述交轴电压值的积分分量进行限幅；
根据经限幅的所述直轴电压值的积分分量和所述直轴电压值的比例分量确定所述直轴电压值；
根据经限幅的所述交轴电压值的积分分量和所述交轴电压值的比例分量确定所述交轴电压值；以及
对所确定的所述直轴电压值和所述交轴电压值进行限幅以确定用于控制所述电机的直轴电压值和交轴电压值。
9.根据权利要求1、2、5、7和8中任一项所述的方法，还包括：
对所确定的所述直流电压值和所述交轴电压值通过Park逆变换和Clark逆变换确定用于施加到所述电机的定子绕组的相电压。
10.一种电子设备，包括：
至少一个处理单元，以及
至少一个存储器，被耦合至所述至少一个处理单元，并且适于存储指令，所述指令在被所述至少一个处理单元执行时使得所述至少一个处理单元：
在所述电机的当前转速达到或者超过阈值转速的情况下，根据所述电机的当前转速确定随所述当前转速变化的系数因子；
根据所述系数因子确定比例积分参数；
确定直轴电流偏差值和交轴电流偏差值；以及
根据所确定的直轴电流偏差值、交轴电流偏差值以及所述比例积分参数来确定用于控制所述电机的直轴电压值和交轴电压值。
11.根据权利要求10所述的电子设备，其中所述处理单元还被配置为：
根据所述系数因子中的比例因子确定所述比例积分参数中的比例参数；以及
根据所述系数因子中的积分因子确定所述比例积分参数中的积分参数。
12.根据权利要求10或11所述的电子设备，其中所述处理单元还被配置为：
根据所述当前转速确定所述当前转速所处的转速区间；
根据所确定的转速区间获取因子计算系数；以及
根据所述当前转速以及所述因子计算系数确定所述系数因子。
13.根据权利要求10或11所述的电子设备，其中所述处理单元还被配置为：
获取给定直轴电流值和给定交轴电流值；
获取实时直轴电流值和实时交轴电流值；以及
根据所述给定直轴电流值和所述实时直轴电流值确定直轴电流偏差值，并且根据所述给定交轴电流值和所述实时交轴电流值确定交轴电流偏差值。
14.根据权利要求13所述的电子设备，其中所述处理单元还被配置为：
从传感器获取直轴电流值和交轴电流值；
对所获取的所述直轴电流值和所述交轴电流值分别进行滤波以确定经滤波的实时直轴电流值和实时交轴电流值。
15.根据权利要求10、11和14中任一项所述的电子设备，其中所述处理单元还被配置为：
根据直轴电流偏差值以及所述比例参数来确定所述直轴电压值的比例分量；以及
根据交轴电流偏差值以及所述比例参数来确定所述交轴电压值的比例分量。
16.根据权利要求15所述的电子设备，其中所述控制单元还被配置为：
根据直轴电流偏差值、所述积分参数和所述比例参数来确定所述直轴电压值的积分分量；以及
根据交轴电流偏差值、所述积分参数和所述比例参数来确定所述交轴电压值的积分分量。
17.根据权利要求16所述的电子设备，其中所述处理单元还被配置为：
对所确定的直轴电压值的积分分量和所述交轴电压值的积分分量进行限幅；
根据经限幅的所述直轴电压值的积分分量和所述直轴电压值的比例分量确定直轴电压值；
根据经限幅的所述交轴电压值的积分分量和所述交轴电压值的比例分量确定所述交轴电压值；以及
对所确定的所述直轴电压值和所述交轴电压值进行限幅以确定用于控制所述电机的直轴电压值和交轴电压值。
18.根据权利要求10、11、14和17中任一项所述的电子设备，其中所述处理单元还被配置为：
对所确定的所述直流电压值和所述交轴电压值通过Park逆变换和Clark逆变换确定用于施加到所述电机的定子绕组的相电压。
19.一种车辆，包括：
电机，用于驱动所述车辆运动；以及
根据权利要求10-18中任一项所述的电子设备。
20.一种计算机可读介质，具有存储在其上的计算机可读指令，所述指令在被处理单元执行时使得所述处理单元执行根据权利要求1-9中任一项所述的方法。
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