一种直流电机的转速控制方法及装置与流程

本发明涉及电机控制，尤其涉及一种直流电机的转速控制方法及装置。

背景技术：

1、随着新能源技术的发展，电动车辆的占比越来越多。直流电机作为动力源的一种，其结构简单、生产工艺相对容易，在电动车辆中得到了广泛应用。

2、直流电机可以通过开关管与电池连接，通过控制开关管的导通时长可以控制直流电机的电压。例如电机的控制器输出脉冲宽度调制信号至开关管，通过调整输出的脉冲宽度调制信号的占空比，可以调整输出至直流电机的电压。

3、现在搭载直流电机的车辆，一般不会设置编码器之类的传感器，所以无法得到具体的电机的实际转速。因此，对直流电机的控制多为开关转速控制，在驾驶员给出目标转速后，电机开始工作，当遇到负载较大的时刻，会降速，需要驾驶员增大目标转速，才能满足工况需要，使得用户体验较差，无法较好的自动按照目标转速控制直流电机运行。

技术实现思路

1、本发明提供了一种直流电机的转速控制方法及装置，以实现更好的自动按照目标转速控制直流电机运行。

2、根据本发明的一方面，提供了一种直流电机的转速控制方法，所述直流电机通过开关电路与电池连接；

3、所述方法包括：

4、在当前转速控制周期，根据加速踏板的当前行程确定当前目标电压，并根据所述当前目标电压确定当前转速控制周期的当前电压指令；

5、根据所述直流电机的当前阻值、当前电流和前一转速控制周期输出至所述开关电路的控制信号的前一占空比确定实际电压；其中，所述实际电压为所述直流电机的实际反电动势；

6、根据所述实际电压、所述当前电压指令和比例积分控制策略确定所述比例积分控制策略的当前输出值；

7、根据所述当前输出值确定所述当前转速控制周期的当前占空比，输出所述当前占空比的控制信号至所述开关电路，以控制所述直流电机的转速。

8、可选地，所述根据所述当前目标电压确定当前转速控制周期的当前电压指令，包括：

9、根据所述当前目标电压和预设电压加速度确定当前转速控制周期的当前电压指令。

10、可选地，所述根据所述当前目标电压和预设电压加速度确定当前转速控制周期的当前电压指令，包括：

11、在所述当前目标电压与前一转速控制周期的前一电压指令的差值的绝对值小于或等于所述预设电压加速度时，将所述当前目标电压作为所述当前电压指令；

12、在所述当前目标电压与所述前一电压指令的差值的绝对值大于所述预设电压加速度时，根据所述前一电压指令与所述预设电压加速度确定所述当前电压指令。

13、可选地，所述根据加速踏板的当前行程确定当前目标电压，包括：

14、将加速踏板的当前行程与最大目标电压的乘积作为当前目标电压。

15、可选地，在根据所述直流电机的当前阻值、当前电流和前一转速控制周期输出至所述开关电路的控制信号的前一占空比确定实际电压之前，还包括：

16、根据所述直流电机的当前温度、测试温度和测试阻值确定所述当前阻值。

17、可选地，所述根据所述直流电机的当前温度、测试温度和测试阻值确定所述当前阻值，包括：

18、将所述当前温度与所述测试温度的差值，乘以预设系数，加上1后，再乘以所述测试阻值，得到所述当前阻值；其中，所述直流电机的定子材料不同，所述预设系数不同。

19、可选地，所述根据所述直流电机的当前阻值、当前电流和前一转速控制周期输出至所述开关电路的控制信号的前一占空比确定实际电压，包括：

20、将所述前一占空比与所述电池的实际母线电压的乘积，减去所述当前阻值与所述当前电流的乘积，得到所述实际电压。

21、可选地，所述根据所述实际电压、所述当前电压指令和比例积分控制策略确定所述比例积分控制策略的当前输出值，包括：

22、将所述当前电压指令减去所述实际电压的差值，乘以比例系数，得到所述当前转速控制周期的当前比例项；

23、将所述当前比例项与积分系数的乘积，加上前一转速控制周期的前一积分项得到所述当前转速控制周期的当前积分项；

24、将所述当前比例项与所述当前积分项之和作为所述当前输出值。

25、可选地，所述根据所述当前输出值确定所述当前转速控制周期的当前占空比，包括：

26、将所述当前输出值与所述电池的实际母线电压的比值作为当前目标占空比；

27、根据所述当前目标占空比和前一转速控制周期的前一占空比确定所述当前占空比。

28、根据本发明的另一方面，提供了一种直流电机的转速控制装置，直流电机的转速控制装置用于执行本发明任一实施例所述的直流电机的转速控制方法；所述直流电机通过开关电路与电池连接；

29、所述直流电机的转速控制装置包括：

30、电压指令确定模块，用于在当前转速控制周期，根据加速踏板的当前行程确定当前目标电压，并根据所述当前目标电压确定当前转速控制周期的当前电压指令；

31、实际电压确定模块，用于根据所述直流电机的当前阻值、当前电流和前一转速控制周期输出至所述开关电路的控制信号的前一占空比确定实际电压；其中，所述实际电压为所述直流电机的实际反电动势；

32、闭环控制模块，用于根据所述实际电压、所述当前电压指令和比例积分控制策略确定所述比例积分控制策略的当前输出值；

33、电机控制模块，用于根据所述当前输出值确定所述当前转速控制周期的当前占空比，输出所述当前占空比的控制信号至所述开关电路，以控制所述直流电机的转速。

34、本发明实施例的技术方案，在当前转速控制周期，根据加速踏板的当前行程确定当前目标电压，并根据当前目标电压确定当前转速控制周期的当前电压指令，根据直流电机的当前阻值、当前电流和前一转速控制周期输出至开关电路的控制信号的前一占空比确定实际电压，根据实际电压、当前电压指令和比例积分控制策略确定比例积分控制策略的当前输出值，然后根据当前输出值确定输出至开关电路的控制信号的当前占空比。当前电压指令为当前反电动势指令，直流电机的反电动势与直流电机的转速成正比。因此，通过确定当前电压指令和实际电压，根据当前电压指令和实际电压对直流电机的反电动势进行控制，进而实现对直流电机的转速控制。如此，在电动车辆未设置编码器，无法获取直流电机的反馈转速时，可以根据直流电机的反馈反电动势，即实际反电动势实现闭环控制，从而在因为负载等导致直流电机的实际转速无法跟随目标转速时，按照当前电压指令和实际电压的偏差进行调整，从而可以实现自动控制直流电机的转速，更好的控制直流电机运行。即实现了类速度闭环控制的闭环控制。实现了根据反馈电压（即实际电压）输出当前输出值，实现闭环控制，可以更好的对直流电机进行转速控制。

35、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

1.一种直流电机的转速控制方法，其特征在于，所述直流电机通过开关电路与电池连接；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前目标电压确定当前转速控制周期的当前电压指令，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前目标电压和预设电压加速度确定当前转速控制周期的当前电压指令，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据加速踏板的当前行程确定当前目标电压，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述直流电机的当前阻值、当前电流和前一转速控制周期输出至所述开关电路的控制信号的前一占空比确定实际电压之前，还包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述直流电机的当前温度、测试温度和测试阻值确定所述当前阻值，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述直流电机的当前阻值、当前电流和前一转速控制周期输出至所述开关电路的控制信号的前一占空比确定实际电压，包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述实际电压、所述当前电压指令和比例积分控制策略确定所述比例积分控制策略的当前输出值，包括：

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前输出值确定所述当前转速控制周期的当前占空比，包括：

10.一种直流电机的转速控制装置，其特征在于，用于执行权利要求1-9中任一项所述的直流电机的转速控制方法；所述直流电机通过开关电路与电池连接；