[發明專利]一種偏移角度的測量方法

有效

• 申請號: 202010986017.4
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112104288B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 王賢會;耿永
• 申請（專利權）人: 中科芯集成電路有限公司
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02P21/18;H02P6/08;H02P6/182
• 代理公司: 無錫派爾特知識產權代理事務所(普通合伙) 32340
• 代理人: 楊立秋

1.一種偏移角度的測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、在一個霍爾電周期內，利用霍爾捕獲中斷和ADC中斷，求出霍爾電周期θ₁和反電動勢相對于霍爾電周期上升沿的角度θ₂，然后計算偏移角度θ₃；

單片機設置主頻是64MHz，將時間變量t₁，t₂轉化成主頻的計數值N，設主頻頻率是f_s,則有

那么就有

S2、去除不能用來計算偏移角度的電周期；

S3、獲取反電動勢中心位置；

單片機配置ADC注入組中斷，在每個中斷采集反電動勢值，對反電動勢求誤差；反電動勢波形上端存在三個極點：兩個極大值和一個極小值，極點的斜率是零，反電動勢的斜率以兩次采樣反電動勢的差值來表示，中間的極小值就是反電動勢的中心點，該中間的極點是極小值，其兩側存在極大值，根據這一特征，判斷反電動勢的誤差值的過零點和過零點左負右正的特征，即可實時的求出反電動勢中心點的位置；

S4、反電動勢中心位置在當前霍爾扇區的偏移；

在反電動勢中心位置的時候，獲取當前霍爾扇區計數值MeasPrdEmf和當前扇區EmfSector值，然后求出霍爾上升沿邊沿到反電動勢中心點的計數值sum₃；

S5、計算偏移角度phaseShift；

phaseShift＝(s16)(sum₃＜＜16)/(sum₁+sum₂)

(s16)指16位有符號整數；sum316指將sum3左移16位；sum1是一個電周期霍爾信號的正脈寬的計數值，sum2是一個電周期霍爾信號的負脈寬的計數值，sum1+sum2指一個電周期的計數值；

即霍爾上升沿邊沿到反電動勢中心點的放大后的計數值和一個電周期的計數值的比值，該比值為偏移角度phaseShift，該比值的范圍就是-32768到32767，對應的電角度為-π到π，最后計算的角度轉換成有符號的整形s16；

步驟S2通過加速度限制和占空比限制去除不能用來計算偏移角度的電周期；

第一，加速度限制：手動轉動電機，測量相線電壓，即可得到反電動勢的電壓值；當電機旋轉加速度大于0時，反電動勢的波峰會呈現明顯的傾斜，反電動勢的中心點會出現偏移或特征不明顯的現象，不適合計算偏移角度，最理想的狀態是電機勻速轉動下測量偏移角度；當電機開始由最高轉速降速的過程中，電機加速度開始等于小于0，此時相鄰的一個電周期的速度變化小，忽略速度變化差值，假設一個電角度中速度均勻變化，開始計算偏移角度；在每次霍爾捕獲中斷時求出每個扇區的計數值CAPn，其中n＝1…6，再求出一個電周期霍爾的正負脈寬的計數值的和，以suml和sum2表示；一個電周期的計數值以HallPeriod表示；

sum₁＝CAP₁+CAP₂+CAP₃

sum₂＝CAP₄+CAP₅+CAP₆

HallPeriod＝sum₁+sum₂

霍爾正負脈寬兩個角度差用Δθ標志，一個電周期電機的加速度用a表示，有如下公式；

所以用sum₂-sum₁判斷加速度的過零點；

第二，占空比限制：電機勻速旋轉的霍爾的占空比是50％，選取出霍爾占空比接近50％的周期，用來計算偏移角度；設正負脈寬的差值是err，則有

sum₁-sum₂＝err

占空比等于：

為便于MCU計算，令誤差限值為：

因為：

則有：

通過對加速度a的限制和占空比的限制就可以排除異常和不適合用來計算的電周期區間，確保偏移角度的準確性。