具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种基于线性霍尔传感器的转子角度校准方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的基于线性霍尔传感器的转子角度校准方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，获取线性霍尔传感器在电机转子的每个电角度周期内所对应的电压中值。

在步骤S102中，线性霍尔传感器包括第一传感器和第二传感器，其中，第一传感器和第二传感器按照90°垂直的机械角度进行安装，分别为α轴与β轴。

另外，电机转子旋转一个机械角度周期的过程中，经过多个电角度周期，即一个机械角度周期包括多个电角度周期。

此外，还需要说明的是，在电机转子旋转的过程中，其经过多个电角度周期，而在每个电角度周期内的磁场是不同的，从而使得线性霍尔传感器在每个电角度周期检测到的电压幅值的范围是不同的，对应的电压中值也是不同的。为了提高电机转子的校准准确度，本申请并不适用固定的电压中值，而是基于每个电角度周期所对应的电压中值来对电机的转子角度进行校准，从而提高了电机转子的校准准确度。

步骤S104，在电机转子位于每个电角度周期内的预设电角度处时，获取线性霍尔传感器所检测到的电压值。

可选的，在步骤S104中，在电机转子位于每个电角度周期内的预设电角度处时，例如，电机转子的初始电角度为0°时，第一传感器和第二传感器分别采集α轴与β轴上的电压值。

需要说明的是，在对转子角度进行校准的过程中，需要强行给定电机转子的初始电角度以及初始电流以拖动转子。由于电机转子的d轴在数学关系上与转子角度重合，便于计算，因此，在本申请中，在将强行给定初始电角度以及初始电流时，需将初始电流赋给电机转子的d轴。

此外，还需要说明的是，如果强行给定的初始电角度过大，可能会导致线性霍尔传感器所检测到的电压值不准确，因此，在强行给定初始电角度时，需要控制每次给定的初始电角度增量小于预设值，其中，预设值可以为但不限于1°。

步骤S106，根据电压中值以及电压值，得到每个电角度周期对应的校准角度。

需要说明的是，由于电压中值以及电压值均是针对电角度周期的，因此，基于电压中值以及电压值得到的校准角度，也是针对每个电角度周期的，即不同的电角度周期对应的校准角度可能是不同的。

基于上述步骤S102至步骤S106所限定的方案，可以获知，在本发明实施例中，采用针对每个电角度周期内的电压中值确定校准角度的方式，在获取线性霍尔传感器在电机转子的每个电角度周期内所对应的电压中值以及在电机转子位于每个电角度周期内的预设电角度处时，获取线性霍尔传感器所检测到的电压值之后，通过根据电压中值以及电压值，得到每个电角度周期对应的校准角度。

容易注意到的是，在上述过程中，由于每个电角度周期内的磁场是不同的，因此，在不同的电角度周期内，线性霍尔传感器所检测到的电压幅值和电压范围是不同的，从而使得不同的电角度周期所对应的电压中值是不同的，即在本申请中，使用的是变化的电压中值来计算校准角度。与现有技术中使用固定线性霍尔中值计算校准角度的方案相比，本申请能够得到更加精准的校准角度。进一步的，由于本申请能够计算得到精准的校准角度，因此，再基于校准角度计算得到的转子角度也是精准的。

由此可见，本申请所提供的方案达到了对待校准的转子角度进行校准的目的，从而实现了提高待校准的转子角度的校准精度的技术效果，进而解决了现有技术在对线性霍尔传感器的转子角度进行校准时存在校准误差大的技术问题。

在一种可选的实施例中，在对待校准的转子角度进行校准之前，首先需要获取线性霍尔传感器在电机转子的每个电角度周期内所对应的电压中值。具体的，首先，获取线性霍尔传感器在电机转子的第一转动周期内的每个电角度周期对应的电压幅值范围，然后再根据每个电角度周期对应的电压幅值范围确定每个电角度周期内所对应的电压中值。其中，第一转动周期包括多个电角度周期。

在上述过程中，第一转动周期为电机转子旋转一圈的机械角度周期，可选的，在电角度周期的数量为N的情况下，机械角度周期包括N个电角度周期。

可选的，在电机转子的第一转动周期内，电机转子经过N个电角度周期，此时，第一传感器和第二传感器分别记录N个电角度周期的电压幅值范围，在第一转动周期结束之后，根据记录的电角度周期的电压幅值范围求取α轴与β轴的电压中值，并且分别记录每个电角度周期对应的电压幅值以及电压中值。

可选的，可通过计算每个电角度周期内的电压幅值的平均值的方式来确定电压中值，或者，对每个电角度周期内的电压幅值按照从大到小的顺序排序，将位于中间的电压幅值作为电压中值，或者将位于中间的两个电压幅值的平均值作为电压中值。上述确定电压中值的方式仅为一种可选的方式，在实际应用中，不限于上述方式。

其中，为了确保第一转动周期后获得的每个电角度周期对应的电压幅值以及电压中值的准确性，在强拖第一圈机械周期时，控制第一转动周期的转速在合适的范围内，以使得记录的N个电角度周期的线性霍尔的幅值范围更为准确。具体的，在强拖的第一转动周期时以一定的电压给到d轴，也就是Vd，电压值需要适中，电压太小可能会拖不动电机，电压太大可能会电机发热损害电机；另外，需要给定一定的角度增量来拖动电机旋转，每次增量太大会导致数据量少影响精度，每次增量太小也会导致电机发热严重而损害电机；即，电压与角度增量都要给到合适的范围，太大与太小都会有弊端，具体范围根据电机类型与负载类型实际测量实验得出。

在一种可选的实施例中，在获取线性霍尔传感器在电机转子的每个电角度周期内的预设电角度处所检测到的电压值之前，在电机转子的第二转动周期内，控制电机转子在每个电角度周期的预设电角度处停留预设时长。

在上述过程中，第二转动周期为电机转子旋转一圈的机械角度周期，可选的，在电角度周期的数量为N的情况下，第二转动周期包括N个电角度周期。

需要说明的是，在电机转子的第二转动周期内，电机转子经过N个电角度周期。在第二转动周期内，控制电机转子在某一固定电角度(例如，0°)多停顿一段时长(即预设时长)，以便确保电机转子已到达指定位置。

在一种可选的实施例中，在获取线性霍尔传感器在电机转子的每个电角度周期内所对应的电压中值之后，根据电压中值以及线性霍尔传感器在预设电角度处所检测到的电压值来计算每个电角度周期对应的校准角度。具体的，首先计算第一传感器在每个电角度周期内所对应的第一电压中值与第一传感器在每个电角度周期内的预设电角度处所检测到的第一电压值的差值，得到第一差值；然后，计算第二传感器在每个电角度周期内所对应的第二电压中值与第二传感器在每个电角度周期内的预设电角度处所检测到的第二电压值的差值，得到第二差值；最后，根据第一差值和第二差值，得到每个电角度周期对应的校准角度。

需要说明的是，由于α轴与β轴的幅值范围可能不同，例如，α轴的幅值范围与β轴的幅值范围差异明显，因此，在计算校准角度的过程中需要对α轴与β轴的幅值进行归一化处理。

具体的，首先获取第一传感器在每个电角度周期内对应的第一电压幅值，并根据第一电压幅值对第一差值进行归一化处理，得到第三差值。然后，获取第二传感器在每个电角度周期内对应的第二电压幅值，并根据第二电压幅值对第二差值进行归一化处理，得到第四差值，最后，根据第三差值和第四差值，得到每个电角度周期对应的校准角度。

即在计算校准角度的过程中，需要首先读取此时线性霍尔传感器(包括第一传感器和第二传感器)所采集到的电压值，并且记录此时电机转子的初始电角度所对应的电角度周期，减去该电角度周期内所对应的电压中值后进行归一化，再求取反正切角度，即可得到校准角度，其中，校准角度可满足下式：

在上式中，对应电角度周期的β轴电压幅值为第二电压幅值，对应电角度周期的轴电压幅值为第一电压幅值。

需要说明的是，重复上述过程N次，然后求取N个预设角度计算出来的校准角度，并记录校准角度所对应的电角度周期。在之后正常的FOC(Field-Oriented Control，磁场定向控制)运行过程中，使用校准角度结算公式来求取转子角度，并与校准角度融合，得出真实转子角度。

此外，还需要说明的是，上述第一电压幅值和第二电压幅值可以为对应的电角度周期内的电压幅值的平均值，即第一电压幅值可以为第一传感器在对应的电角度周期内所采集到的电压幅值的平均值，第二电压幅值可以为第二传感器在对应的电角度周期内所采集到的电压幅值的平均值。

另外，可通过计算第一差值与第一电压幅值的比值来对第一差值进行归一化处理，同理，通过计算第二差值与第二电压幅值的比值来对第二差值进行归一化处理。

在另一种可选的实施例中，为了避免减速箱虚位导致检测结果不准确的问题，本实施例还增加了第三转动周期，并计算电机转子在第三转动周期内所对应的校准角度，然后再根据第三转动周期对应的校准角度以及第二转动周期对应的校准角度求出最终的校准角度。

具体的，首先，根据第一差值和第二差值确定在电机转子的第二转动周期内，每个电角度周期对应的第一校准角度，然后在电机转子的第三转动周期内，计算第一传感器在每个电角度周期内所对应的第一电压中值与第一传感器在每个电角度周期内的预设电角度处所检测到的第一电压值的差值，得到第七差值，并计算第二传感器在每个电角度周期内所对应的第二电压中值与第二传感器在每个电角度周期内的预设电角度处所检测到的第二电压值的差值，得到第八差值，然后再根据第七差值和第八差值，得到在电机转子的第三转动周期内，每个电角度周期对应的第二校准角度，最后，计算第一校准角度与第二校准角度的平均值，得到每个电角度周期对应的校准角度。

需要说明的是，电机转子在第二转动周期内的转动方向与电机转子在第三转动周期内的转动方向相反，其中，第三转动周期对应的第二校准角度的计算方法与第二转动周期对应的第一校准角度的计算方法相同，上文中已经描述，在此不再赘述。另外，在得到第一校准角度和第二校准角度之后，将二者的平均值作为最终的校准角度来实现对待校准的转子角度的校准。

在一种可选的实施例中，在得到校准角度之后，在采用磁场导向控制线性霍尔传感器运行的过程中，获取线性霍尔传感器的当前转子角度，基于当前转子角度和校准角度，得到实际转子角度。

具体的，首先获取待校准的转子角度，并确定待校准的转子角度对应的目标电角度周期，然后再获取目标电角度周期对应的目标校准角度，最后计算待校准的转子角度与目标校准角度的差值，得到目标转子角度。

其中，获取待校准的转子角度的方法与获取校准角度的方法类似，即首先计算第一传感器在目标电角度周期内所对应的第三电压中值与第一传感器在目标电角度周期内的预设电角度处所检测到的第三电压值的差值，得到第五差值，再计算第二传感器在目标电角度周期内所对应的第四电压中值与第二传感器在目标电角度周期内的预设电角度处所检测到的第四电压值的差值，得到第六差值，然后对第五差值进行归一化处理，得到第一处理结果，并对第六差值进行归一化处理，得到第二处理结果，最后根据第一处理结果和第二处理结果，得到待校准的转子角度。

可选的，目标转子角度满足下式：

即β轴的电压值减去对应电角度周期的β轴的电压中值，再根据对应电角度周期的β轴电压幅值进行归一化处理，除以α轴电压值减去对应电角度周期的α轴的电压中值，再根据对应电角度周期的α轴电压幅值进行归一化处理之后的值，再减去对应电角度周期的校准角度，最终得到转子角度。

由上述内容可知，本申请所提供的方案可以更好的避免线性霍尔传感器由于机械安装与传感器差异所导致的角度计算偏差，提高了电机转子角度的计算准确度，以便准确的对电机进行控制。

实施例2

根据本发明实施例，还提供了一种基于线性霍尔传感器的转子角度校准装置的实施例，其中，图2是根据本发明实施例的基于线性霍尔传感器的转子角度校准装置的示意图，如图2所示，该装置包括：第一获取模块201、第二获取模块203以及处理模块205。

其中，第一获取模块201，用于获取线性霍尔传感器在电机转子的每个电角度周期内所对应的电压中值；第二获取模块203，用于在电机转子位于每个电角度周期内的预设电角度处时，获取线性霍尔传感器所检测到的电压值；处理模块205，用于根据电压中值以及电压值，得到每个电角度周期对应的校准角度。

需要说明的是，上述第一获取模块201、第二获取模块203以及处理模块205对应于上述实施例中的步骤S102至步骤S106，三个模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。

可选的，第一获取模块包括：第三获取模块以及第一确定模块。其中，第三获取模块，用于获取线性霍尔传感器在电机转子的第一转动周期内的每个电角度周期对应的电压幅值范围，其中，第一转动周期包括多个电角度周期；第一确定模块，用于根据每个电角度周期对应的电压幅值范围确定每个电角度周期内所对应的电压中值。

可选的，基于线性霍尔传感器的转子角度校准装置还包括：第一控制模块，用于在电机转子位于每个电角度周期内的预设电角度处时，获取线性霍尔传感器所检测到的电压值之前，在电机转子的第二转动周期内，控制电机转子在每个电角度周期的预设电角度处停留预设时长。

可选的，线性霍尔传感器包括第一传感器和第二传感器，其中，处理模块包括：第一计算模块、第二计算模块以及第一处理模块。其中，第一计算模块，用于计算第一传感器在每个电角度周期内所对应的第一电压中值与第一传感器在每个电角度周期内的预设电角度处所检测到的第一电压值的差值，得到第一差值；第二计算模块，用于计算第二传感器在每个电角度周期内所对应的第二电压中值与第二传感器在每个电角度周期内的预设电角度处所检测到的第二电压值的差值，得到第二差值；第一处理模块，用于根据第一差值和第二差值，得到每个电角度周期对应的校准角度。

可选的，第一处理模块包括：第四获取模块、第二处理模块、第五获取模块、第三处理模块以及第四处理模块。其中，第四获取模块，用于获取第一传感器在每个电角度周期内对应的第一电压幅值；第二处理模块，用于根据第一电压幅值对第一差值进行归一化处理，得到第三差值；第五获取模块，用于获取第二传感器在每个电角度周期内对应的第二电压幅值；第三处理模块，用于根据第二电压幅值对第二差值进行归一化处理，得到第四差值；第四处理模块，用于根据第三差值和第四差值，得到每个电角度周期对应的校准角度。

可选的，基于线性霍尔传感器的转子角度校准装置还包括：第六获取模块、第二确定模块、第七获取模块以及第三计算模块。其中，第六获取模块，用于获取待校准的转子角度；第二确定模块，用于确定待校准的转子角度对应的目标电角度周期；第七获取模块，用于获取目标电角度周期对应的目标校准角度；第三计算模块，用于计算待校准的转子角度与目标校准角度的差值，得到目标转子角度。

可选的，第六获取模块包括：第四计算模块、第五计算模块、第五处理模块、第六处理模块以及第七处理模块。其中，第四计算模块，用于计算第一传感器在目标电角度周期内所对应的第三电压中值与第一传感器在目标电角度周期内的预设电角度处所检测到的第三电压值的差值，得到第五差值；第五计算模块，用于计算第二传感器在目标电角度周期内所对应的第四电压中值与第二传感器在目标电角度周期内的预设电角度处所检测到的第四电压值的差值，得到第六差值；第五处理模块，用于对第五差值进行归一化处理，得到第一处理结果；第六处理模块，用于对第六差值进行归一化处理，得到第二处理结果；第七处理模块，用于根据第一处理结果和第二处理结果，得到待校准的转子角度。

可选的，第一处理模块包括：第八处理模块、第六计算模块、第七计算模块、第九处理模块以及第八计算模块。其中，第八处理模块，用于根据第一差值和第二差值确定在电机转子的第二转动周期内，每个电角度周期对应的第一校准角度；第六计算模块，用于在电机转子的第三转动周期内，计算第一传感器在每个电角度周期内所对应的第一电压中值与第一传感器在每个电角度周期内的预设电角度处所检测到的第一电压值的差值，得到第七差值，其中，电机转子在第二转动周期内的转动方向与电机转子在第三转动周期内的转动方向相反；第七计算模块，用于计算第二传感器在每个电角度周期内所对应的第二电压中值与第二传感器在每个电角度周期内的预设电角度处所检测到的第二电压值的差值，得到第八差值；第九处理模块，用于根据第七差值和第八差值，得到在电机转子的第三转动周期内，每个电角度周期对应的第二校准角度；第八计算模块，用于计算第一校准角度与第二校准角度的平均值，得到每个电角度周期对应的校准角度。

可选的，基于线性霍尔传感器的转子角度校准装置还包括：第七获取模块以及第十处理模块。其中，第七获取模块，用于在根据电压中值以及电压值，得到每个电角度周期对应的校准角度之后，在采用磁场导向控制线性霍尔传感器运行的过程中，获取线性霍尔传感器的当前转子角度；第十处理模块，用于基于当前转子角度和校准角度，得到实际转子角度。

实施例3

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种非易失性存储介质，该非易失性存储介质中存储有计算机程序，其中，计算机程序被设置为运行时执行上述实施例1中的基于线性霍尔传感器的转子角度校准方法。

实施例4

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，该处理器用于运行程序，其中，程序被设置为运行时执行上述实施例1中的基于线性霍尔传感器的转子角度校准方法。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以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系统，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，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述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，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品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(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。