电机的控制方法、电机的控制装置、可读存储介质和电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种电机的控制方法、电机的控制装置、可读存储介质和电机。

背景技术

目前，在相关技术中，常用的直流无刷电机均采用三霍尔信号传感器同时作为电机转速及转子位置监测的手段，然而，由于三霍尔信号本身状态数量少，这也导致直流无刷电机转速数据更新速度慢，对于电机的制动过程难以控制。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的第一方面提出一种电机的控制方法。

本发明的第二方面提出一种电机的控制装置。

本发明的第三方面提出一种电机的控制装置。

本发明的第四方面提出一种可读存储介质。

本发明的第五方面提出一种电机。

有鉴于此，本发明的第一方面提供了一种电机的控制方法，电机的控制装置至少包括三相逆变桥，电机的控制方法包括：给定电机的设定转速和设定转向；在电机运行的情况下，获取电机的转子位置、运行转速和运行转向；根据运行转向、运行转速、电机的设定转速和电机的设定转向获取设定转速的第一输入值和运行转速的第二输入值；根据第一输入值和第二输入值获取目标电流；获取电机的实际电流；根据目标电流和实际电流获取第一控制值；根据第一控制值获取三相逆变桥的斩波方向和占空比；根据运行转向获取三相逆变桥的通电相序；三相逆变桥根据斩波方向、占空比、转子位置和通电相序控制电机运行。

在该技术方案中，电机中至少包括霍尔传感器，其控制装置至少包括三相逆变桥，电机的控制方法包括：给定电机的设定转速和设定转向；在电机运行的情况下，获取电机的转子位置、运行转速和运行转向。根据运行转向、运行转速、电机的设定转速和电机的设定转向获取设定转速的第一输入值和运行转速的第二输入值。根据第一输入值和第二输入值获取目标电流，进而实现对目标电流的调整。获取电机的实际电流，以实现对电机运行时的实际电流进行采集。根据目标电流和实际电流获取第一控制值，根据第一控制值获取三相逆变桥的斩波方向和占空比，进而可以根据三相逆变桥的斩波方向和占空比对电机的运行进行控制，以实现对电机的电动过程和制动过程进行控制。根据运行转向获取三相逆变桥的通电相序，进而实现对电机的转向进行控制，三相逆变桥根据斩波方向、占空比、转子位置和通电相序控制电机运行，从而实现对电机的运行控制。本申请通过根据运行转向和设定转向，自动切换第一输入值和第二输入值，从而产生第一控制值，进而根据第一控制值控制三相逆变桥的斩波方向和占空比，从而快速实现电机的电动或制动效果。

具体地，直流无刷(BLDC)电机具有调速性能好、体积小、效率高、寿命长、噪声低等诸多优势，正越来越广泛地应用于各种行业领域。目前，常用的直流无刷电机均采用三霍尔信号传感器同时作为电机转速及转子位置监测的手段，这样可以有效地降低电机的制造成本。然而，由于三霍尔信号本身状态数量少(每个电周期仅包含6次状态切换)，这也导致直流无刷电机转速数据更新速度慢，速度跟踪响应能力不足，尤其对于电机的制动过程难以控制，导致电机的减速及换向性能不佳。本申请通过对直流无刷电机的四象限控制，即第一象限和第三象限为电机的电动过程，第二象限和第四象限为电机的制动过程，因而通过电机的控制方法改善直流无刷电机的速度响应性能，提高电机的减速制动及换向能力。

另外，本发明提供的上述技术方案中的控制方法还可以具有如下附加技术特征：

在本发明的一个技术方案中，电机至少包括霍尔传感器，获取电机的转子位置、运行转速和运行转向，包括：根据霍尔传感器检测的霍尔信号获取转子位置、运行转速和运行转向；其中，运行转速大于零时运行转向为正向转动，运行转速小于零时运行转向为反向转动，运行转速接近于零时，需根据设定转向确定运行转向，即强制切换运行转向与设定转向相一致。

在该技术方案中，电机至少包括霍尔传感器，获取电机的转子位置、运行转速和运行转向，包括，根据霍尔传感器检测的霍尔信号获取转子位置、运行转速和运行转向，由于霍尔传感器在电机运行时会产生霍尔信号，进而根据霍尔传感器运行转速和运行转向进行检测，使得对运行转速和运行转向的检测更加地方便。并且运行转速大于零时表示电机的运行转向为正向转动，运行转速小于零时表示运行转向为反向转动，运行转速接近于零时，需根据设定转向确定运行转向，即强制切换运行转向与设定转向相一致。

在本发明的一个技术方案中，根据运行转向、运行转速、电机的设定转速和电机的设定转向获取设定转速的第一输入值和运行转速的第二输入值，包括：若运行转向和设定转向相同，第一输入值为设定转速的绝对值，第二输入值为运行转速的绝对值；若运行转向和设定转向不同，第一输入值为设定转速的绝对值的负值，第二输入值为运行转速的绝对值。

在该技术方案中，根据运行转向、运行转速、电机的设定转速和电机的设定转向获取设定转速的第一输入值和运行转速的第二输入值，包括：如果运行转向和设定转向相同，第一输入值为设定转速的绝对值，第二输入值为运行转速的绝对值，即在转向相同时，将设定转速和运行转速的绝对值作为输入值对电机的目标电流进行获取。如果运行转向和设定转向不同，第一输入值为设定转速的绝对值的负值，第二输入值为运行转速的绝对值。即在转向不同时，将设定转速强制为负值，也就是将设定转速的绝对值的负值作为输入值，运行转速的绝对值为输入值，从而对电机的目标电流进行获取。

在本发明的一个技术方案中，根据第一控制值获取三相逆变桥的斩波方向和占空比，包括：若第一控制值大于零，三相逆变桥的斩波方向为正向；若第一控制值小于零，三相逆变桥的斩波方向为反向；第一控制值的绝对值表示三相逆变桥的输出占空比。

在该技术方案中，根据第一控制值获取三相逆变桥的斩波方向的具体方式为，在第一控制值大于零时，三相逆变桥的斩波方向为正向，从而实现对电机电动过程的控制。在第一控制值小于零时，三相逆变桥的斩波方向为反向，从而实现对制动过程的控制。

在本发明的一个技术方案中，根据运行转向获取三相逆变桥的通电相序，包括：若运行转向为正向，控制三相逆变桥按正转相序通电；若运行转向为反向，控制三相逆变桥按反转相序通电。

在该技术方案中，根据运行转向获取三相逆变桥的通电相序具体为，在运行转向为正向时，控制三相逆变桥按正转相序通电，以此实现电机可以按照正向的方向进行转动。在运行转向为反向时，控制三相逆变桥按反转相序通电，以此实现电机可以按照反向的方向进行转动，即根据运行转向获取三相逆变桥的通电相序以实现对电机转向的控制。若运行转速接近于零转速，则强制切换运行转向与设定转向相一致，以此实现电机换向。

在本发明的一个技术方案中，第一控制值同时表示三相逆变桥的斩波方向和输出占空比，目标电流的绝对值小于等于电机最大允许输入电流，实际电流为电机的母线电流或三相逆变桥的导通相电流。

在该技术方案中，第一控制值同时表示三相逆变桥的斩波方向和输出占空比，即采用第一控制值的绝对值表示三相逆变桥的输出占空比，采用第一控制值的正负表示斩波方向，以实现占空比信号的输出，以使占空比信号可以控制三相逆变桥的输出电压。目标电流的绝对值小于等于电机最大允许输入电流，以使电机在此范围内不会发生过流。实际电流为电机的母线电流或三相逆变桥的导通相电流，从而实现电机的电流检测准确性，提升对电机运行状态控制的准确性。

具体地，本申请的控制方法采用电机的速度、电流双闭环PI(或PID)串级控制结构，即通过外环速度PI(或PID)跟踪直流无刷电机转速并产生设定电流值，通过内环电流PI(或PID)跟踪直流无刷电机电流并产生PWM控制信号，进而通过一个三相逆变桥实现直流电机的运动控制。

同时，为了更好地实现直流无刷电机的四象限控制，提高直流无刷电机的加减速特性及正反转换向特性，本申请的控制方法根据设定转速与运行转速的符号关系，自动切换速度PI/PID控制器的输入端配置，进而通过速度环与电流环的双闭环串级PI/PID控制，产生可正可负的PWM占空比输出，用于控制三相逆变桥的斩波方向和占空比，从而快速实现直流无刷电机的电动或制动效果。

在本申请的控制方法中，根据设定转速r作为速度PI/PID控制器的参考端输入值，即第一输入值，r既可为标幺值，也可为有名值，且令r>0表示正转，r<0表示反转，即通过r的符号表示设定转向。根据运行转速f作为速度PI/PID控制器的反馈端输入值，即第二输入值，f既可为标幺值，也可为有名值，且令f>0表示正转，f<0表示反转，即通过f的符号表示运行转向。另外，若运行转速接近于零转速，则强制切换运行转向与设定转向相一致，即令f的符号与r的符号相同。以此，本申请的控制方法具体为，采集直流无刷电机自带的3霍尔信号，根据3霍尔信号的更新频率计算电机运行转速f，根据3霍尔信号6个状态的切换次序判断电机转向，根据r和f的大小和符号，配置速度PI/PID输入，其中r的大小为第一输入值的大小，f的大小为第二输入值的大小，若r与f符号相同，即运行转向和设定转向相同，则采用r与f的绝对值作为速度PI/PID输入，即第一输入值为设定转速的绝对值，第二输入值为运行转速的绝对值。若r与f符号相反，强制r符号为负、f符号为正，即若运行转向和设定转向不同，第一输入值为设定转速的绝对值的负值作为速度PI/PID输入，第二输入值为运行转速的绝对值作为速度PI/PID输入。根据配置后的r、f，计算速度PI/PID输出作为电流PI/PID的参考端输入，即根据第一输入值和第二输入值获取目标电流；速度PI/PID输出可正可负，但其绝对值应低于电机最大允许输入电流；对电机电流进行采集，作为电流PI/PID的反馈端输入，即获取电机的实际电流，根据电流PI/PID的参考端输入和反馈端输入计算电流PI/PID的输出p，即根据目标电流和实际电流获取第一控制值，第一控制值p同时表示三相逆变桥的斩波方向和输出占空比，p可正可负，但其绝对值应低于对应的最大输出占空比(100％)；根据f的符号确定三相逆变桥的通电相序：若f>0，则三相逆变桥按正转相序通电；若f<0，则三相逆变桥按反转相序通电；根据p的绝对值确定三相逆变桥的输出占空比；根据p的符号确定三相逆变桥的斩波方向：若p>0，则三相逆变桥按正向斩波，即对电机的电动过程进行控制；若p<0，则三相逆变桥按反向斩波，即对电机的制动过程进行控制。

具体地，PI/PID控制器是一种线性控制器，它根据给定值与实际输出值构成控制偏差，将偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制，即通过采用速度PI/PID控制器和电流PI/PID控制器以实现电机的双闭环PI/PID控制。

具体地，PI/PID控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件。这个控制器把收集到的数据和一个参考值进行比较，然后把这个差别用于计算新的输入值，这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值，即通过采用速度PI/PID控制器和电流PI/PID控制器以实现电机的双闭环PI/PID控制。

本发明第二方面提供了一种电机的控制装置，控制装置包括三相逆变桥、第一获取单元、第一控制单元、第二获取单元、第二控制单元和第三获取单元。第一获取单元用于在电机运行的情况下，获取电机的运行转速和运行转向；根据运行转向、运行转速、电机的设定转速和电机的设定转向获取设定转速的第一输入值和运行转速的第二输入值；第一控制单元用于控制转速调节器根据第一输入值和第二输入值获取目标电流；第二获取单元用于获取电机的实际电流；第二控制单元用于控制电流调节器根据目标电流和实际电流获取第一控制值；第三获取单元根据第一控制值获取三相逆变桥的斩波方向和占空比；根据运行转向获取三相逆变桥的通电相序；三相逆变桥根据斩波方向、占空比、转子位置和通电相序控制电机运行。

在该技术方案中，电机的控制装置至少包括三相逆变桥，控制装置包括第一获取单元、第一控制单元、第二获取单元、第二控制单元和第三获取单元。第一获取单元用于在电机运行的情况下，获取电机的运行转速和运行转向；进而实现对电机当前运行转速和运行转向进行检测。根据运行转向、运行转速、电机的设定转速和电机的设定转向获取设定转速的第一输入值和运行转速的第二输入值；进而实现对电机目标电流进行调整。第一控制单元为速度PI控制器或PID控制器，第一控制单元用于控制转速调节器根据第一输入值和第二输入值获取目标电流，进而实现对目标电流的调整。第二控制单元用于控制电流调节器根据目标电流和实际电流获取第一控制值，第二控制单元为电流PI控制器或PID控制器。第三获取单元根据第一控制值获取三相逆变桥的斩波方向和占空比；进而可以根据三相逆变桥的斩波方向和占空比对电机的运行进行控制，以实现对电机的电动过程和制动过程进行控制。根据运行转向获取三相逆变桥的通电相序；从而实现对电机的运行控制。本申请通过根据运行转向和设定转向，自动切换第一输入值和第二输入值，从而产生第一控制值，进而根据第一控制值控制三相逆变桥的斩波方向和占空比，从而快速实现电机的电动或制动效果。

具体地，根据设定转速与运行转速的符号关系，自动切换速度PI/PID控制器的输入端配置，进而通过速度环与电流环的双闭环串级PI/PID控制，产生可正可负的PWM占空比输出，用于控制三相逆变桥的斩波方向和占空比，从而快速实现直流无刷电机的电动或制动效果。

本发明第三方面提供了一种电机的控制装置，包括存储器和处理器，存储器存储可在处理器上运行的程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现上述任一技术方案中的电机的控制方法的步骤，因此，该电机的控制装置具备电机的控制方法的全部有益效果，在此不再赘述。

本发明第四方面提供了一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现上述任一技术方案中的电机的控制方法的步骤，因此，该可读存储介质具备电机的控制方法的全部有益效果，在此不再赘述。

本发明第五方面提供了一种电机，包括上述任一技术方案中的电机的控制装置或上述技术方案中的可读存储介质，因此该电机具备电机的控制装置或可读存储介质的全部有益效果，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的电机的控制方法的流程图之一；

图2示出了根据本发明的一个实施例的电机的控制方法的流程图之二；

图3示出了根据本发明的一个实施例的电机的控制框图；

图4示出了根据本发明的一个实施例的电机的控制方法的流程图之三。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图4描述根据本发明一些实施例的电机的控制方法、电机的控制装置、可读存储介质和电机。

本发明的第一方面提供了一种电机的控制方法，电机的控制装置至少包括三相逆变桥，如图1所示，电机的控制方法包括：

S100，给定电机的设定转速和设定转向；

S102，在电机运行的情况下，获取电机的转子位置、运行转速和运行转向；

S104，根据运行转向、运行转速、电机的设定转速和电机的设定转向获取设定转速的第一输入值和运行转速的第二输入值；

S106，根据第一输入值和第二输入值获取目标电流；

S108，获取电机的实际电流；

S110，根据目标电流和实际电流获取第一控制值；

S112，根据第一控制值获取三相逆变桥的斩波方向和占空比；

S114，根据运行转向获取三相逆变桥的通电相序；

S116，三相逆变桥根据斩波方向、占空比、转子位置和通电相序控制电机运行。

在该实施例中，电机的控制装置至少包括三相逆变桥，电机的控制方法包括：给定电机的设定转速和设定转向；在电机运行的情况下，获取电机的转子位置、运行转速和运行转向，进而实现对电机当前运行转速和运行转向进行检测。根据运行转向、运行转速、电机的设定转速和电机的设定转向获取设定转速的第一输入值和运行转速的第二输入值。根据第一输入值和第二输入值获取目标电流，进而实现对目标电流的调整。获取电机的实际电流，以实现对电机运行时的实际电流进行采集。根据目标电流和实际电流获取第一控制值，根据第一控制值获取三相逆变桥的斩波方向和占空比，进而可以根据三相逆变桥的斩波方向和占空比对电机的运行进行控制，以实现对电机的电动过程和制动过程进行控制。根据运行转向获取三相逆变桥的通电相序，进而实现对电机的转向进行控制，三相逆变桥根据斩波方向、占空比、转子位置和通电相序控制电机运行，从而实现对电机的运行控制。本申请通过根据运行转向和设定转向，自动切换第一输入值和第二输入值，从而产生第一控制值，进而根据第一控制值控制三相逆变桥的斩波方向和占空比，从而快速实现电机的电动或制动效果。

具体地，电机为直流无刷电机。

具体地，直流无刷(BLDC)电机具有调速性能好、体积小、效率高、寿命长、噪声低等诸多优势，正越来越广泛地应用于各种行业领域。目前，常用的直流无刷电机均采用三霍尔信号传感器同时作为电机转速及转子位置监测的手段，这样可以有效地降低电机的制造成本。然而，由于三霍尔信号本身状态数量少(每个电周期仅包含6次状态切换)，这也导致直流无刷电机转速数据更新速度慢，速度跟踪响应能力不足，尤其对于电机的制动过程难以控制，导致电机的减速及换向性能不佳。本申请通过对直流无刷电机的四象限控制，即第一象限和第三象限为电机的电动过程，第二象限和第四象限为电机的制动过程，因而通过电机的控制方法改善直流无刷电机的速度响应性能，提高电机的减速制动及换向能力。

本实施例提供了一种电机的控制方法，电机至少包括霍尔传感器，如图2所示，电机的控制方法还包括：

S200，给定电机的设定转速和设定转向；

S202，在电机运行的情况下，根据霍尔传感器检测的霍尔信号获取转子位置、运行转速和运行转向；

S204，根据运行转向、运行转速、电机的设定转速和电机的设定转向获取设定转速的第一输入值和运行转速的第二输入值；

S206，根据第一输入值和第二输入值获取目标电流；

S208，获取电机的实际电流；

S210，根据目标电流和实际电流获取第一控制值；

S212，根据第一控制值获取三相逆变桥的斩波方向和占空比；

S214，根据运行转向获取三相逆变桥的通电相序；

S216，三相逆变桥根据斩波方向、占空比、转子位置和通电相序控制电机运行。

在该实施例中，电机至少包括霍尔传感器，获取电机的转子位置、运行转速和运行转向，包括，根据霍尔传感器检测的霍尔信号获取转子位置、运行转速和运行转向，由于霍尔传感器在电机运行时会产生霍尔信号，进而根据霍尔传感器运行转速和运行转向进行检测，使得对运行转速和运行转向的检测更加地方便。并且运行转速大于零时表示电机的运行转向为正向转动，运行转速小于零时表示运行转向为反向转动，运行转速接近于零时，需根据设定转向确定运行转向，即强制切换运行转向与设定转向相一致。

具体地，霍尔传感器的数量为3个。

具体地，采集直流无刷电机自带的3霍尔信号，根据3霍尔信号的更新频率计算电机运行转速，根据3霍尔信号6个状态的切换次序判断电机运行转向。

本实施例提供了一种电机的控制方法，根据运行转向、运行转速、电机的设定转速和电机的设定转向获取设定转速的第一输入值和运行转速的第二输入值，包括：若运行转向和设定转向相同，第一输入值为设定转速的绝对值，第二输入值为运行转速的绝对值；若运行转向和设定转向不同，第一输入值为设定转速的绝对值的负值，第二输入值为运行转速的绝对值。

在该实施例中，根据运行转向、运行转速、电机的设定转速和电机的设定转向获取设定转速的第一输入值和运行转速的第二输入值，包括：如果运行转向和设定转向相同，第一输入值为设定转速的绝对值，第二输入值为运行转速的绝对值，即在转向相同时，将设定转速和运行转速的绝对值作为输入值对电机的目标电流进行获取。如果运行转向和设定转向不同，第一输入值为设定转速的绝对值的负值，第二输入值为运行转速的绝对值。即在转向不同时，将设定转速强制为负值，也就是将设定转速的绝对值的负值作为输入值，运行转速的绝对值为输入值，从而对电机的目标电流进行获取。

本实施例提供了一种电机的控制方法，根据第一控制值获取三相逆变桥的斩波方向和占空比，包括：若第一控制值大于零，三相逆变桥的斩波方向为正向；若第一控制值小于零，三相逆变桥的斩波方向为反向；第一控制值的绝对值表示三相逆变桥的输出占空比。

在该实施例中，根据第一控制值获取三相逆变桥的斩波方向的具体方式为，在第一控制值大于零时，三相逆变桥的斩波方向为正向，从而实现对电机电动过程的控制。在第一控制值小于零时，三相逆变桥的斩波方向为反向，从而实现对制动过程的控制。

本实施例提供了一种电机的控制方法，根据运行转向获取三相逆变桥的通电相序，包括：若设定转向为正向，控制三相逆变桥按正转相序通电；若设定转向为反向，控制三相逆变桥按反转相序通电。

在该实施例中，根据运行转向获取三相逆变桥的通电相序具体为，在设定转向为正向，控制三相逆变桥按正转相序通电，以此实现电机可以按照正向的方向进行转动。在设定转向为反向时，控制三相逆变桥按反转相序通电，以此实现电机可以按照反向的方向进行转动，即根据运行转向获取三相逆变桥的通电相序以实现对电机转向的控制。

本实施例提供了一种电机的控制方法，第一控制值同时表示三相逆变桥的斩波方向和输出占空比，目标电流的绝对值小于等于电机最大允许输入电流，实际电流为电机的母线电流或三相逆变桥的导通相电流。

在该实施例中，第一控制值同时表示三相逆变桥的斩波方向和输出占空比，即采用第一控制值的绝对值表示三相逆变桥的输出占空比，采用第一控制值的正负表示斩波方向，以实现占空比信号的输出，以使占空比信号可以控制三相逆变桥的输出电压。目标电流的绝对值小于等于电机最大允许输入电流，以使电机在此范围内不会发生过流。实际电流为电机的母线电流或三相逆变桥的导通相电流，从而实现电机的电流检测准确性，提升对电机运行状态控制的准确性。

具体地，实际电流采集自电机的母线电流，并规定电流的正方向。

具体地，实际电流采集自三相逆变桥的导通相电流，并规定电流的正方向。

具体地，本申请的控制方法采用电机的速度、电流双闭环PI(或PID)串级控制结构，即通过外环速度PI(或PID)跟踪直流无刷电机转速并产生设定电流值，通过内环电流PI(或PID)跟踪直流无刷电机电流并产生PWM控制信号，进而通过一个三相逆变桥实现直流电机的运动控制。

同时，为了更好地实现直流无刷电机的四象限控制，提高直流无刷电机的加减速特性及正反转换向特性，本申请的控制方法根据设定转速与运行转速的符号关系，自动切换速度PI/PID控制器的输入端配置，进而通过速度环与电流环的双闭环串级PI/PID控制，产生可正可负的PWM占空比输出，用于控制三相逆变桥的斩波方向和占空比，从而快速实现直流无刷电机的电动或制动效果。

在本申请的控制方法中，如图3和图4所示，根据设定转速r作为速度PI/PID控制器的参考端输入值，即第一输入值，r既可为标幺值，也可为有名值，且令r>0表示正转，r<0表示反转，即通过r的符号表示设定转向。根据运行转速f作为速度PI/PID控制器的反馈端输入值，即第二输入值，f既可为标幺值，也可为有名值，且令f>0表示正转，f<0表示反转，即通过f的符号表示运行转向。另外，若运行转速接近于零转速，则强制切换运行转向与设定转向相一致，即令f的符号与r的符号相同。以此，本申请的控制方法具体为如下表所示，采集直流无刷电机自带的3霍尔信号，根据3霍尔信号的更新频率计算电机运行转速f，根据3霍尔信号6个状态的切换次序判断电机转向，根据r和f的大小和符号，配置速度PI/PID输入，其中r的大小为第一输入值的大小，f的大小为第二输入值的大小，若r与f符号相同，即运行转向和设定转向相同，则采用r与f的绝对值作为速度PI/PID输入，即第一输入值为设定转速的绝对值，第二输入值为运行转速的绝对值。若r与f符号相反，强制r符号为负、f符号为正，即若运行转向和设定转向不同，第一输入值为设定转速的绝对值的负值作为速度PI/PID输入，第二输入值为运行转速的绝对值作为速度PI/PID输入。根据配置后的r、f，计算速度PI/PID输出作为电流PI/PID的参考端输入，即根据第一输入值和第二输入值获取目标电流；速度PI/PID输出可正可负，但其绝对值应低于电机最大允许输入电流；对电机电流进行采集，作为电流PI/PID的反馈端输入，即获取电机的实际电流，根据电流PI/PID的参考端输入和反馈端输入计算电流PI/PID的输出p，即根据目标电流和实际电流获取第一控制值，第一控制值p同时表示三相逆变桥的斩波方向和输出占空比，p可正可负，但其绝对值应低于对应的最大输出占空比(100％)；根据f的符号确定三相逆变桥的通电相序：若f>0，则三相逆变桥按正转相序通电；若f<0，则三相逆变桥按反转相序通电；根据p的绝对值确定三相逆变桥的输出占空比；根据p的符号确定三相逆变桥的斩波方向：若p>0，则三相逆变桥按正向斩波，即对电机的电动过程进行控制；若p<0，则三相逆变桥按反向斩波，即对电机的制动过程进行控制。

在上表中“||”表示取绝对值。

具体地，PI/PID控制器是一种线性控制器，它根据给定值与实际输出值构成控制偏差，将偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制，即通过采用速度PI/PID控制器和电流PI/PID控制器以实现电机的双闭环PI/PID控制。

具体地，PI/PID控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件。这个控制器把收集到的数据和一个参考值进行比较，然后把这个差别用于计算新的输入值，这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值，即通过采用速度PI/PID控制器和电流PI/PID控制器以实现电机的双闭环PI/PID控制。

本发明第二方面提供了一种电机的控制装置，控制装置包括三相逆变桥、第一获取单元、第一控制单元、第二获取单元、第二控制单元和第三获取单元。第一获取单元用于在电机运行的情况下，获取电机的转子位置、运行转速和运行转向；根据运行转向、运行转速、电机的设定转速和电机的设定转向获取设定转速的第一输入值和运行转速的第二输入值；第一控制单元用于控制转速调节器根据第一输入值和第二输入值获取目标电流；第二获取单元用于获取电机的实际电流；第二控制单元用于控制电流调节器根据目标电流和实际电流获取第一控制值；第三获取单元根据第一控制值获取三相逆变桥的斩波方向和占空比；根据运行转向获取三相逆变桥的通电相序；三相逆变桥根据斩波方向、占空比、转子位置和通电相序控制电机运行。

在该实施例中，电机的控制装置至少包括三相逆变桥，控制装置包括第一获取单元、第一控制单元、第二获取单元、第二控制单元和第三获取单元。第一获取单元用于在电机运行的情况下，获取电机的转子位置、运行转速和运行转向；进而实现对电机当前运行转速和运行转向进行检测。根据运行转向、运行转速、电机的设定转速和电机的设定转向获取设定转速的第一输入值和运行转速的第二输入值；进而实现对电机目标电流进行调整。第一控制单元为速度PI控制器或PID控制器，第一控制单元用于控制转速调节器根据第一输入值和第二输入值获取目标电流，进而实现对目标电流的调整。第二控制单元用于控制电流调节器根据目标电流和实际电流获取第一控制值，第二控制单元为电流PI控制器或PID控制器。第三获取单元根据第一控制值获取三相逆变桥的斩波方向和占空比；进而可以根据三相逆变桥的斩波方向和占空比对电机的运行进行控制，以实现对电机的电动过程和制动过程进行控制。根据运行转向获取三相逆变桥的通电相序；从而实现对电机的运行控制。本申请通过根据运行转向和设定转向，自动切换第一输入值和第二输入值，从而产生第一控制值，进而根据第一控制值控制三相逆变桥的斩波方向和占空比，从而快速实现电机的电动或制动效果。

具体地，根据设定转速与运行转速的符号关系，自动切换速度PI/PID控制器的输入端配置，进而通过速度环与电流环的双闭环串级PI/PID控制，产生可正可负的PWM占空比输出，用于控制三相逆变桥的斩波方向和占空比，从而快速实现直流无刷电机的电动或制动效果。

在本申请的一个实施例中提供了一种电机的控制装置，包括存储器和处理器，存储器存储可在处理器上运行的程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现上述实施例中的电机的控制方法的步骤，因此，该电机的控制装置具备电机的控制方法的全部有益效果，在此不再赘述。

在本申请的一个实施例中提供了一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现上述实施例中的电机的控制方法的步骤，因此，该可读存储介质具备电机的控制方法的全部有益效果，在此不再赘述。

在本申请的一个实施例中提供了一种电机，包括上述实施例中的电机的控制装置或上述实施例中的可读存储介质，因此该电机具备电机的控制装置或可读存储介质的全部有益效果，在此不再赘述。

在本发明的权利要求书、说明书和说明书附图中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非有额外的明确限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了更方便地描述本发明和使得描述过程更加简便，而不是为了指示或暗示所指的装置或元件必须具有所描述的特定方位、以特定方位构造和操作，因此这些描述不能理解为对本发明的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，举例来说，“连接”可以是多个对象之间的固定连接，也可以是多个对象之间的可拆卸连接，或一体地连接；可以是多个对象之间的直接相连，也可以是多个对象之间的通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据上述数据的具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的权利要求书、说明书和说明书附图中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本发明的权利要求书、说明书和说明书附图中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。