一种转速跟踪方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种转速跟踪方法及装置，在获取电力测功机的目标转速以及当前转速之后，除了能够根据所述目标转速以及所述当前转速，计算所述电力测功机的初始目标扭矩之外，还能够根据所述当前转速，计算所述电力测功机的惯量补偿扭矩，最终的目标扭矩包括惯量补偿扭矩，惯量补偿扭矩能够抵消PI调节的滞后，即通过本发明专利技术提供的转速跟踪方法及装置，可以消除仅进行PI调节存在的滞后。

A Speed Tracking Method and Device

The invention provides a speed tracking method and device. After obtaining the target speed and the current speed of the electric dynamometer, besides being able to calculate the initial target torque of the electric dynamometer according to the target speed and the current speed, the inertia compensation torque and the final target torque of the electric dynamometer can also be calculated according to the current speed. Including inertia compensation torque, inertia compensation torque can offset the lag of PI regulation, that is, the speed tracking method and device provided by the invention can eliminate the lag of PI regulation only.

【技术实现步骤摘要】
一种转速跟踪方法及装置
本专利技术涉及车辆测试领域，更具体的说，涉及一种转速跟踪方法及装置。
技术介绍
近年来，新能源汽车得到了蓬勃发展，新能源汽车的三电系统(电机、电池和电控系统)作为新能源汽车的核心，越来越受到各大主机厂的重视，安全有效地对三电系统进行测试越来越重要。现有技术提出了一种新能源汽车三电系统测试的道路负载模拟系统，道路负载模拟系统中的变频器和电力测功机组成了负载系统，道路负载模拟系统中的台架控制系统计算出道路阻力，并将道路阻力转换为驱动电机输出端阻力矩，通过负载系统加载到驱动电机输出端上，形成道路负载模拟。为了使电力测功机对驱动电机的目标转速进行跟踪，现有技术是将目标转速直接发给变频器，由变频器进行PI调节，进而实现转速跟踪，但是PI调节自身存在滞后，当驱动电机扭矩波动较大时，滞后现象更加严重，甚至出现较大的超调。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种转速跟踪方法及装置，以解决将目标转速直接发给变频器，由变频器进行PI调节，进而实现转速跟踪，但是PI调节自身存在滞后，当驱动电机扭矩波动较大时，滞后现象更加严重，甚至出现较大的超调的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用了如下技术方案：一种转速跟踪方法，包括：根据电力测功机的目标转速以及当前转速，计算所述电力测功机的初始目标扭矩；根据所述当前转速，计算所述电力测功机的惯量补偿扭矩；根据所述初始目标扭矩和所述惯量补偿扭矩，计算所述电力测功机的目标扭矩，以使变频器调节所述电力测功机的输出扭矩至所述目标扭矩，进而使得所述电力测功机的转速跟踪驱动电机的转速。优选地，包括：通过PI控制算法，计算所述初始目标扭矩TPI；所述PI控制算法为：KP＝f(ntar,nact)KI＝f(ntar,nact)其中，Kp为比例因子，KI为积分因子，ntar为所述目标转速，nact为所述当前转速，为PI控制算法输出的最大扭矩，为PI控制算法输出的最小扭矩。优选地，根据所述当前转速，计算所述电力测功机的惯量补偿扭矩，包括：获取台架旋转轴的设备数据以及所述驱动电机的转子转动惯量；基于所述设备数据、所述转子转动惯量和所述当前转速，计算惯量补偿扭矩Tcompensation；惯量补偿扭矩Tcompensation计算公式为：其中，A为台架旋转轴的静态摩擦力，B为所述台架旋转轴的阻尼系数，J1是台架旋转轴转动惯量，J2是驱动电机的转子转动惯量，nact为所述当前转速。优选地，根据所述当前转速，计算所述电力测功机的惯量补偿扭矩之后，还包括：获取所述驱动电机的扭矩波动数据；根据所述扭矩波动数据以及所述当前转速，计算前馈扭矩TForward；前馈扭矩计算公式为TForward＝f(TTM)；TTM为扭矩波动数据中的扭矩和所述当前转速。优选地，在获取所述驱动电机的扭矩波动数据之后，还包括：对所述扭矩波动数据进行滤波处理。优选地，根据所述初始目标扭矩和所述惯量补偿扭矩，计算所述电力测功机的目标扭矩，包括：所述目标扭矩Tcmd的计算公式为：Tcmd＝TPI+TCompensation+TForward；其中，Tcmd为所述目标扭矩，TPI为所述初始目标扭矩，Tcompensation为所述惯量补偿扭矩，TForward为所述前馈扭矩。一种转速跟踪装置，包括：初始目标扭矩计算模块，用于根据电力测功机的目标转速以及当前转速，计算所述电力测功机的初始目标扭矩；惯量补偿计算模块，用于根据所述当前转速，计算所述电力测功机的惯量补偿扭矩；目标扭矩计算模块，用于根据所述初始目标扭矩和所述惯量补偿扭矩，计算所述电力测功机的目标扭矩，以使变频器调节所述电力测功机的输出扭矩至所述目标扭矩，进而使得所述电力测功机的转速跟踪驱动电机的转速。优选地，初始目标扭矩计算模块用于根据电力测功机的目标转速以及当前转速，计算所述电力测功机的初始目标扭矩时，具体用于：通过PI控制算法，计算所述初始目标扭矩TPI；所述PI控制算法为：KP＝f(ntar,nact)KI＝f(ntar,nact)其中，Kp为比例因子，KI为积分因子，ntar为所述目标转速，nact为所述当前转速，为PI控制算法输出的最大扭矩，为PI控制算法输出的最小扭矩。优选地，所述惯量补偿计算模块包括：惯量数据获取子模块，用于获取台架旋转轴的设备数据以及所述驱动电机的转子转动惯量；惯量补偿计算子模块，用于基于所述设备数据、所述转子转动惯量和所述当前转速，计算惯量补偿扭矩Tcompensation；惯量补偿扭矩Tcompensation计算公式为：其中，A为台架旋转轴的静态摩擦力，B为所述台架旋转轴的阻尼系数，J1是台架旋转轴转动惯量，J2是驱动电机的转子转动惯量，nact为所述当前转速。优选地，还包括：扭矩数据获取子模块，用于获取所述驱动电机的扭矩波动数据；前馈扭矩计算子模块，用于根据所述扭矩波动数据以及所述当前转速，计算前馈扭矩TForward；前馈扭矩计算公式为TForward＝f(TTM)；TTM为扭矩波动数据中的扭矩和所述当前转速。相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供了一种转速跟踪方法及装置，在获取电力测功机的目标转速以及当前转速之后，除了能够根据所述目标转速以及所述当前转速，计算所述电力测功机的初始目标扭矩之外，还能够根据所述当前转速，计算所述电力测功机的惯量补偿扭矩，最终的目标扭矩包括惯量补偿扭矩，惯量补偿扭矩能够抵消PI调节的滞后，即通过本专利技术提供的转速跟踪方法及装置，可以消除仅进行PI调节存在的滞后。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种道路负载模拟系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种转速跟踪方法的方法流程图；图3为本专利技术实施例提供的另一种转速跟踪方法的方法流程图；图4为本专利技术实施例提供的一种对标测试的扭矩对比图；图5为本专利技术实施例提供的一种对标测试的车速对比图；图6为本专利技术实施例提供的一种转速跟踪装置的结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的另一种转速跟踪装置的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供了一种转速跟踪方法，可以应用于道路负载模拟系统，参照图1，道路负载模拟系统可以包括台架控制系统10、变频器11、电力测功机12、扭矩仪13、驱动电机14、驱动电机控制器MCU15、整车控制器VCU16、动力电池18(可用电池模拟器代替)、电池管理系统BMS17。其中，台架控制系统10主要包含了实时系统和输入/输出IO通讯板卡，实时系统用于运行驾驶员模型、IO模型、车辆道路模型20、转速跟踪模型21，IO通讯板卡用于运行在实时系统中的算法模型与外界设备进行通讯。驾驶员模型和IO模型统称为模型19。整车控制器VCU16、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种转速跟踪方法，其特征在于，包括：根据电力测功机的目标转速以及当前转速，计算所述电力测功机的初始目标扭矩；根据所述当前转速，计算所述电力测功机的惯量补偿扭矩；根据所述初始目标扭矩和所述惯量补偿扭矩，计算所述电力测功机的目标扭矩，以使变频器调节所述电力测功机的输出扭矩至所述目标扭矩，进而使得所述电力测功机的转速跟踪驱动电机的转速。

【技术特征摘要】
1.一种转速跟踪方法，其特征在于，包括：根据电力测功机的目标转速以及当前转速，计算所述电力测功机的初始目标扭矩；根据所述当前转速，计算所述电力测功机的惯量补偿扭矩；根据所述初始目标扭矩和所述惯量补偿扭矩，计算所述电力测功机的目标扭矩，以使变频器调节所述电力测功机的输出扭矩至所述目标扭矩，进而使得所述电力测功机的转速跟踪驱动电机的转速。2.根据权利要求1所述的转速跟踪方法，其特征在于，包括：通过PI控制算法，计算所述初始目标扭矩TPI；所述PI控制算法为：KP＝f(ntar,nact)KI＝f(ntar,nact)其中，Kp为比例因子，KI为积分因子，ntar为所述目标转速，nact为所述当前转速，TpI_max为PI控制算法输出的最大扭矩，TpI_min为PI控制算法输出的最小扭矩。3.根据权利要求1所述的转速跟踪方法，其特征在于，根据所述当前转速，计算所述电力测功机的惯量补偿扭矩，包括：获取台架旋转轴的设备数据以及所述驱动电机的转子转动惯量；基于所述设备数据、所述转子转动惯量和所述当前转速，计算惯量补偿扭矩Tcompensation；惯量补偿扭矩Tcompensation计算公式为：其中，A为台架旋转轴的静态摩擦力，B为所述台架旋转轴的阻尼系数，J1是台架旋转轴转动惯量，J2是驱动电机的转子转动惯量，nact为所述当前转速。4.根据权利要求3所述的转速跟踪方法，其特征在于，根据所述当前转速，计算所述电力测功机的惯量补偿扭矩之后，还包括：获取所述驱动电机的扭矩波动数据；根据所述扭矩波动数据以及所述当前转速，计算前馈扭矩TForward；前馈扭矩计算公式为TForward＝f(TTM)；TTM为扭矩波动数据中的扭矩和所述当前转速。5.根据权利要求4所述的转速跟踪方法，其特征在于，在获取所述驱动电机的扭矩波动数据之后，还包括：对所述扭矩波动数据进行滤波处理。6.根据权利要求4所述的转速跟踪方法，其特征在于，根据所述初始目标扭矩和所述惯量补偿扭矩，计算所述电力测功机的目标扭矩，包括：所述目标扭矩Tcmd的计算公式为：Tcmd＝TPI+TCompensation+...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴钊，刘锐，张言方，赵鑫全，
申请(专利权)人：北京经纬恒润科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11