專利名稱：一種電機轉(zhuǎn)速計算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電機控制領(lǐng)域，具體涉及一種電機轉(zhuǎn)速計算方法。
背景技術(shù)：
作為電機的一項重要參數(shù)的電機轉(zhuǎn)速，其計算的精確度對于電機控制來說起著至關(guān)重要的作用。目前， 電機轉(zhuǎn)速一般通過以下方法計算求得計算每N個采樣周期(該采樣周期是指相鄰兩次采集電機轉(zhuǎn)子位置的時間間隔)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度，并將該轉(zhuǎn)過的角度除以S (該S等于N個采樣周期之和)，得到一電機轉(zhuǎn)速V，再將按照上述方法依次求得的K個電機轉(zhuǎn)速V進行滑動平均濾波得到最終的電機轉(zhuǎn)速?，F(xiàn)有的電機轉(zhuǎn)子計算方法雖然可以計算得到電機轉(zhuǎn)速值，但由于電機轉(zhuǎn)速的濾波周期(N*K)是固定不變的，因此很難使得計算得到的電機轉(zhuǎn)速在所有情況下(例如，電機轉(zhuǎn)速變化過快或過慢)均能達到準(zhǔn)確、響應(yīng)快速的效果。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有電機轉(zhuǎn)速計算方法存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種準(zhǔn)確、響應(yīng)快速的電機轉(zhuǎn)速計算方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種電機轉(zhuǎn)速計算方法，包括
步驟A :計算每個采樣周期T內(nèi)的電機轉(zhuǎn)速VI，并將Vl進行長度為K的滑動平均濾波求得V2 ；
步驟B :將計算的Vl進行計數(shù)和累加求和，當(dāng)計數(shù)值i等于N時，將Vl的累加求和值sum除以N得到V3，同時將i和sum清零并重復(fù)執(zhí)行該步驟；
步驟C :對V3進行長度為K的滑動平均濾波求得輸出的電機轉(zhuǎn)速V4 ；
其中，步驟B中N為正整數(shù)，其初始值為Nmax，且該N根據(jù)V4和V2的差值進行實時更新，步驟C中V4的初始值為O。進一步，所述步驟B中N值根據(jù)V4和V2的差值進行實時更新具體為
計算V4和V2差值的絕對值Λ V ；
當(dāng)Λ V ( H-Cl時，N更新為Nmax，當(dāng)Λ V彡H+C2時，N更新為Nmin，當(dāng)H-Cl <Δ V
<H+C2時，更新的N與Λ V呈反比關(guān)系，且Nmin < N < Nmax,
其中，H為電機勻速時電機轉(zhuǎn)速的波動范圍，Cl為H的15%-25% ；C2為H的15%_25%，N為正整數(shù)。進一步，所述H通過以下方法求得
在電機勻速旋轉(zhuǎn)時，計算每個采樣周期T內(nèi)的電機轉(zhuǎn)速VO ；
將VO進行長度為K的滑動平均濾波求得V，并通過對V進行繪圖得到V的波動范圍，即為H。進一步，所述采樣周期T為100ms。
進一步,所述Nmin的范圍是1-5。進一步,所述Nmax的范圍是20-25。進一步，所述K為32或64。進一步，所述步驟A中的Vl通過公式Vl = 求得，其中，a為每個采樣周期T電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度。本發(fā)明的優(yōu)點本發(fā)明的電機轉(zhuǎn)速計算方法，包括計算每個采樣周期T內(nèi)的電機轉(zhuǎn)速VI，并將Vl進行長度為K的滑動平均濾波求得V2 ;將計算的Vl進行計數(shù)和累加求和，當(dāng)計數(shù)值i等于N時,將Vl的累加求和值sum除以N得到V3,同時將i和sum清零并重復(fù)執(zhí)行該步驟；對V3進行長度為K的滑動平均濾波求得輸出的電機轉(zhuǎn)速V4 ;其中，所述N為
正整數(shù)，其初始值為Nmax，且該N根據(jù)V4和V2的差值進行實時更新，所述V4的初始值為
O。由以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明電機轉(zhuǎn)速計算方法通過根據(jù)V4和V2的差值對N進行實時更新，實現(xiàn)了根據(jù)電機自身轉(zhuǎn)速變化而自動調(diào)節(jié)的目的，從而使得計算得到的電機轉(zhuǎn)速能夠更準(zhǔn)確、穩(wěn)定性更好且響應(yīng)快速的輸出。


圖I為本發(fā)明電機轉(zhuǎn)速計算方法提供的方法流程圖。圖2為本發(fā)明電機轉(zhuǎn)速計算方法提供的一實施例的流程圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。由現(xiàn)有技術(shù)可知，目前電機轉(zhuǎn)速計算方法中采用的濾波周期(N*K)固定不變的，然而，申請人發(fā)現(xiàn)，隨著電機轉(zhuǎn)速的不同變化，其需要的理想濾波周期是不同的，因此為了使得電機轉(zhuǎn)速在所有情況下(例如，電機轉(zhuǎn)速變化過快或過慢)均能達到準(zhǔn)確、響應(yīng)快速的效果，本發(fā)明提供了一種電機轉(zhuǎn)速計算方法，如圖I所示，該方法包括
步驟A :計算每個采樣周期T內(nèi)的電機轉(zhuǎn)速VI，并將Vl進行長度為K的滑動平均濾波求得V2 ；
該步驟中，Vl通過公式Vl= ·求得，其中a為每個采樣周期T電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度，可以理解的是，每一個采樣周期T便可求得一個Vl。步驟B :將計算的Vl進行計數(shù)和累加求和，當(dāng)計數(shù)值i等于N時，將Vl的累加求和值sum除以N得到V3,同時將i和sum清零并重復(fù)執(zhí)行該步驟；
需說明的是，本步驟中，每次執(zhí)行的N取值不是固定不變的，其為正整數(shù)，且初始值為Nmax,后面的取值可根據(jù)V4和V2的差值進行實時更新。步驟C :對V3進行長度為K的滑動平均濾波求得輸出的電機轉(zhuǎn)速V4 ；
該步驟中，V4為輸出的電機轉(zhuǎn)速值(即作為電機的一項重要參數(shù)的電機轉(zhuǎn)速，其計算的精確度對于電機控制來說起著至關(guān)重要的作用)，其初始值為0，其后面的值則是通過該步驟計算得到的?？梢岳斫獾氖?，上述V2和V3是中間變量，它們主要是為了求得輸出的電機轉(zhuǎn)速V4而設(shè)置的，因此未給它們具體命名。在此需說明的是，上述提到的滑動平均濾波是本領(lǐng)域的已有技術(shù)，當(dāng)然，為了使得本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解上述方案，下面對滑動平均濾波進行簡單介紹(以對V3進行長度為K的滑動平均濾波依次求得V4為例)
把連續(xù)求得的K個V3看成一個隊列，即隊列的長度固定為K，每次求得一個新的V3則放入隊尾，并扔掉原來對首的一個V3，把隊列中K個V3進行平均值計算得到V4?？梢岳斫獾氖牵瑢l進行長度為K的滑動平均濾波依次求得V2的方法類似于上述方法，因此在此不做重復(fù)描述。
具體實施中，上述步驟S2中的N值可根據(jù)以下方法進行實時更新
計算V4和V2差值的絕對值Λ V ；
當(dāng)Λ V ( H-Cl時，N更新為Nmax，當(dāng)Λ V彡H+C2時，N更新為Nmin，當(dāng)H-Cl <Δ V
<H+C2時，更新的N與Λ V呈反比關(guān)系，即更新的N隨著Λ V的增加而減小，而隨著Λ V的減小而增加，且Nmin < N < Nmax.。其中，上述H為電機勻速時電機轉(zhuǎn)速的波動范圍，Cl為H的15%_25% ；C2為H的15%-25%。具體實施中，所述H可以通過以下方法求得
在電機勻速旋轉(zhuǎn)時，計算每個采樣周期T內(nèi)的電機轉(zhuǎn)速VO ；
將VO進行長度為K的滑動平均濾波求得V，并通過對V進行繪圖得到V的波動范圍，即為H,此處的K可為32或64。在此需說明的是，上述僅提到到通過對V進行繪圖得到V的波動范圍，但事實上，還可以通過其他方法(例如統(tǒng)計分析法)得到V的波動范圍，由于對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，對上述求得的V求其波動范圍是很容易實現(xiàn)的，因此在此不做詳細(xì)說明。具體實施中，所述采樣周期T為100ms,所述Nmax的范圍是20-25,所述Nmin的范圍是1-5，優(yōu)選為1，所述K為32或64，且上述Nmax為正整數(shù)，上述Nmin為正整數(shù)。當(dāng)然，可以理解的是，以上參數(shù)T、Nmax、Nmin和K只給出了具體的取值，但具體實施中，以上參數(shù)T、Nmax、Nmin和K的取值不局限于上述具體取值，設(shè)計人員可根據(jù)電機特性以及設(shè)計需求自由選擇，例如，以參數(shù)K為例，K值選的越小響應(yīng)越快，波動越大，因此，設(shè)計人員可根據(jù)設(shè)計需求對上述參數(shù)進行合理設(shè)置。為了本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠很好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面通過結(jié)合附圖并以具體實施例的方式對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細(xì)描述。如圖I所示，一種電機轉(zhuǎn)速計算方法包括
在對該實施例進行詳細(xì)敘述前，需說明的一點是，以下步驟的序號(例如步驟11，步驟12…)只是為了區(qū)分不同的步驟，其本身可能沒有先后執(zhí)行的順序關(guān)系，例如，步驟12可以先于步驟13執(zhí)行，也可以晚于步驟13執(zhí)行，當(dāng)然還可以同時執(zhí)行，當(dāng)然，可以理解的是，步驟11先于步驟12和步驟13執(zhí)行。步驟11 :計算VI，通過公式Vl=巻求得VI，其中a為每個采樣周期T電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度，可以理解的是，從電機啟動開始，每一個采樣周期便T可求得一個Vl ；
步驟12 :計算V2，將步驟11求得的Vl進行長度為32的滑動平均濾波求得V2 ；
步驟13 :計算V3，從第一個求得的Vl開始，每N個Vl求其一次平均值記為V3，其中，此處的N從初始值20開始，后面的N不是固定不變，其可根據(jù)下述步驟16依次求得或者為初始值，例如，第一個V3，其取值為NI個Vl的平均值，且NI從第一個求得的Vl開始計數(shù)，Nl=20 ;第二個V3，其取值為N2個Vl的平均值，且N2從第N1+1個求得的Vl開始計數(shù)；第三個V3，其取值為N3個Vl的平均值，且N2從第N2+1個求得的Vl開始計數(shù)，第四個V3、第五個V3…均依次類推，其中，上述N2、N3…的取值具體為當(dāng)N的初始值Nmax未被步驟16求得的N更新時,其還是等于初始值Nmax (即為20),當(dāng)N的初始值Nmax已被步驟16求得的N更新時，則取其更新值，換句話說，上述N2、N3…的取值為更新后的N值。步驟14 :計算V4，將步驟13求得的V3進行長度為32的滑動平均濾波求得輸出的 電機轉(zhuǎn)速V4，其中，V4的初始值為O。可以理解的是，由于以上對滑動平均濾波進行了詳細(xì)敘述，因此，本實施例的步驟12和步驟14不做重復(fù)說明。步驟15 :計算Λ V，此處的Λ V等于V4和V2差值的絕對值；
步驟16 :計算N，由于電機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時Λ V不會超過H ;轉(zhuǎn)速變化時由于V2的響應(yīng)速度比V4快，所以Λ V會超過H，即當(dāng)Λ V大說明轉(zhuǎn)速在變化，要減小N值，提高響應(yīng)速度；Λ V小說明轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，加大N值使計算的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。因此可根據(jù)Λ V計算下一周期N的值，具體為
當(dāng)步驟15中的Λ V ( H-Cl時，步驟13中的N更新為20，同理，當(dāng)Λ V彡H+C2時，N更新為1，當(dāng)H-Cl <AV<H+C2時，更新的N與ΛV呈反比關(guān)系，且Nmin<N<Nmax.，其中，H為電機勻速時電機轉(zhuǎn)速的波動范圍，其可通過前面所述的方法求得，在此不做重復(fù)說明，Cl 為 H 的 15%-25%，C2 為 H 的 15%_25%。在此需說明的是，以上步驟是重復(fù)執(zhí)行的，即重復(fù)計算V1、V2、V3、V4、N和Λ V，其中，重復(fù)計算的N進行實時更新，并根據(jù)該實時更新的N計算V3和V4，從而使得計算的電機轉(zhuǎn)速V4更準(zhǔn)確、穩(wěn)定性更好且響應(yīng)快速的效果。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電機轉(zhuǎn)速計算方法，包括 步驟A :計算每個采樣周期T內(nèi)的電機轉(zhuǎn)速VI，并將Vl進行長度為K的滑動平均濾波求得V2 ； 步驟B :將計算的Vl進行計數(shù)和累加求和，當(dāng)計數(shù)值i等于N時，將Vl的累加求和值sum除以N得到V3，同時將i和sum清零并重復(fù)執(zhí)行該步驟； 步驟C :對V3進行長度為K的滑動平均濾波求得輸出的電機轉(zhuǎn)速V4 ； 其中，步驟B中N為正整數(shù)，其初始值為Nmax，且該N根據(jù)V4和V2的差值進行實時更新，步驟C中V4的初始值為O。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電機轉(zhuǎn)速計算方法，其特征在于，所述步驟B中N值根據(jù)V4和V2的差值進行實時更新具體為 計算V4和V2差值的絕對值Λ V ； 當(dāng)Λ V ( H-Cl時，N更新為Nmax，當(dāng)Λ V≥H+C2時，N更新為Nmin，當(dāng)H-Cl <Δ V<H+C2時，更新的N與Δ V呈反比關(guān)系，且Nmin < N < Nmax, 其中，H為電機勻速時電機轉(zhuǎn)速的波動范圍，Cl為H的15%-25% ；C2為H的15%_25%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機轉(zhuǎn)速計算方法，其特征在于，所述H通過以下方法求得 在電機勻速旋轉(zhuǎn)時，計算每個采樣周期T內(nèi)的電機轉(zhuǎn)速VO ； 將VO進行長度為K的滑動平均濾波求得V，并通過對V進行繪圖得到V的波動范圍，即為H。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電機轉(zhuǎn)速計算方法，其特征在于，所述采樣周期T為100ms。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至3任一項所述的電機轉(zhuǎn)速計算方法，其特征在于，所述Nmin的范圍是1_5。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一項所述的電機轉(zhuǎn)速計算方法,其特征在于,所述Nmax的范圍是20-25。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一項所述的電機轉(zhuǎn)速計算方法，其特征在于，所述K為32或64。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一項所述的電機轉(zhuǎn)速計算方法，其特征在于，步驟A中的Vl通過公式
全文摘要
一種電機轉(zhuǎn)速計算方法，包括計算每個采樣周期T內(nèi)的電機轉(zhuǎn)速V1，并將V1進行長度為K的滑動平均濾波求得V2；將計算的V1進行計數(shù)和累加求和，當(dāng)計數(shù)值i等于N時，將V1的累加求和值sum除以N得到V3，同時將i和sum清零并重復(fù)執(zhí)行該步驟；對V3進行長度為K的滑動平均濾波求得輸出的電機轉(zhuǎn)速V4；其中，所述N為正整數(shù)，其初始值為Nmax，且該N根據(jù)V4和V2的差值進行實時更新，所述V4的初始值為0。本發(fā)明電機轉(zhuǎn)速計算方法通過根據(jù)V4和V2的差值對N進行實時更新，實現(xiàn)了根據(jù)電機自身轉(zhuǎn)速變化而自動調(diào)節(jié)的目的，從而使得計算得到的電機轉(zhuǎn)速能夠更準(zhǔn)確、穩(wěn)定性更好且響應(yīng)快速的輸出。
文檔編號H02P29/00GK102957380SQ201110238279
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者藍芝祥, 湯小華, 杜智勇 申請人:比亞迪股份有限公司