一种电动汽车转矩控制器制造技术

本发明专利技术公开了一种电动汽车转矩控制器，将PI转矩控制器和滑膜转矩控制器结合，由开关切换模块根据电机转速误差以不同的权值系数将PI转矩控制器和滑膜转矩控制器分别得到的转矩电流进行加权得到给定转矩电流。当电机转速误差|Δωr|≥Δωrmax时，由滑膜转矩控制器完全提供转矩电流来加快转速的跟随性。当电机转速误差|Δωr|≤Δωrmin时，由PI转矩控制器提供以此来保证无静差的跟踪给定转速。当电机转速误差Δωrmin＜|Δωr|＜Δωrmax时，两种转矩控制器同时运行保证平滑过渡。本发明专利技术通过结合PI转矩控制器和滑膜转矩控制器结合，在提高控制快速性的同时也能削弱滑膜控制抖动，增加感应电机控制的快速跟随性，提高转速控制的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车转矩控制器
本专利技术属于电动汽车电机控制
，更为具体地讲，涉及一种电动汽车转矩控制器。
技术介绍
随着社会的发展以及能源、环保等问题的日益突出，纯电动汽车以其零排放，噪声低等优点越来越受到世界各国的重视，电动汽车已成为21世纪汽车产业的发展方向，是绿色车辆最主要的发展方向之一。驱动电机以及电机驱动控制器作为“三横”技术的重要部分，是提供电动汽车驱动动力的直接提供机构，其驱动特性的好坏直接决定了电动汽车行驶性能的好坏。在传统电动汽车控制系统中转矩控制器一般采用的传统的PI转矩控制器和滑模转矩控制器。图1是基于PI转矩控制器的一种电动汽车驱动系统原理框图。如图1所示，PI(ProportionalIntegral，比例积分)转矩控制器12根据油门踏板11的给定转速和电机17反馈的实际转速ωr生成给定转矩电流isq，其控制公式为：isq(t)＝Kpe(t)+Ki∫e(t)dt其中，Kp,Ki分别为PI转矩控制器的比例系数和积分系数；e(t)为输入误差，PI转矩控制器12提供给定转矩电流isq*给间接矢量控制模块16，该电动汽车驱动系统采用弱磁控制器13提供给定励磁电流isd*给间接矢量控制模块16，间接矢量控制模块16生成SVPWM(SpaceVectorPulseWidthModulation,空间矢量脉宽调制)波来控制功率模块15的六路IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)功率管的开通和关断时间来间接地控制电机17输出的实际转速，3/2变换模块14把采集到的电机17的三相电流ia、ib、ic转换成间接矢量控制模块16所需的励磁电流isd和转矩电流isq加以闭环控制。PI转矩控制器虽然算法简单，实用性强，但是PI转矩控制器有着固有的缺点：针对同一个控制系统不同转速的PI参数是固定不变的，因而会导致转速响应缓慢，转速超调量大，PI参数难以调节等。图2是基于滑模转矩控制器的一种电动汽车驱动系统的实例原理框图。如图2所示，和PI转矩控制器12一样，滑模转矩控制器22根据油门踏板21的给定转速和电机27反馈的实际转速ωr生成给定转矩电流isq，其控制公式为：isq(t)＝-kx(t)-βsgn(x(t))其中，k、β为滑模控制器的设定系数，可以通过设置系数k、β调整滑模控制器的收敛速度。x(t)为给定转速与实际转速ωr(t)的误差，Lr为电机27的转子自感，Tl为电机27所能承受的最大负载转矩，P为电机27的极对数，Lm为电机27的互感，i′sd为电机27的额定励磁电流。同样的，滑模转矩控制器22提供给定转矩电流isq*给间接矢量控制模块26，采用弱磁控制器23提供给定励磁电流isd*给间接矢量控制模块26，间接矢量控制模块26生成SVPWM波来控制功率模块25的六路IGBT功率管的开通和关断时间来间接地控制电机27输出的实际转速，3/2变换模块24把采集到的电机27的三相电流ia、ib、ic转换成间接矢量控制模块26所需的励磁电流isd和转矩电流isq加以闭环控制。滑模转矩控制器具有算法简单、响应速度快、对外界噪声干扰和参数摄动具有鲁棒性、无需系统在线辨识、物理实现简单等优点。但是滑模转矩控制器本身所固有的缺陷在于系统会在滑模面上下抖震使得电机实际转速会在给定的转速上下波动进而影响其控制器正常运行。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电动汽车转矩控制器，联合使用PI转矩控制器和滑模转矩控制器，提高电动汽车驱动系统的速度快速跟随性和稳定性。为实现上述专利技术目的，本专利技术电动汽车转矩控制器，包括PI转矩控制器、滑模转矩控制器、开关切换模块，其中：PI转矩控制器接收来自电动汽车油门踏板的给定转速ωr*和电动汽车电机的实际转速ωr，生成转矩电流isq1*输入开关切换模块；滑模转矩控制器接收来自油门踏板的电动汽车油门踏板的给定转速ωr*和电动汽车电机的实际转速ωr，生成转矩电流isq2*输入开关切换模块；开关切换模块接收来自油门踏板的给定转速ωr*和电机的实际转速ωr，以及PI转矩控制器和滑模转矩控制器生成的转矩电流isq1*和isq2*，得到转矩电流isq*：isq*＝λ*isq1*+(1-λ)*isq2*其中，λ为权值参数，确定方法为：其中，Δωr＝ωr-ωr*，表示低转速误差点，表示高转速误差点。本专利技术电动汽车转矩控制器，将PI转矩控制器和滑模转矩控制器结合，由开关切换模块根据电机转速误差以不同的权值系数将PI转矩控制器和滑模转矩控制器分别得到的转矩电流进行加权得到给定转矩电流。当电机转速误差时，由滑模转矩控制器完全提供转矩电流来加快速度跟随性。当电机转速误差时，由PI转矩控制器提供以此来保证速度无静差的跟踪给定速度。当电机转速误差时，两种转矩控制器同时运行保证平滑过渡。采用这种方式，既能保证控制的快速性也能削弱滑模控制抖动，增加感应电机转速控制的快速跟随性，提高了转速控制的稳定性。附图说明图1是基于PI转矩控制器的一种电动汽车驱动系统原理框图；图2是基于滑模转矩控制器的一种电动汽车驱动系统原理框图；图3是基于本专利技术电动汽车转矩控制器的电动汽车驱动系统的一种具体实施方式原理框图；图4是权值参数λ的函数曲线；图5是基于PI转矩控制器驱动的感应电机的三相电流、转矩、实际转速示意图；图6是基于滑模转矩控制器驱动的感应电机的三相电流、转矩、实际转速示意图；图7是基于本专利技术驱动的感应电机的三相电流、转矩、实际转速示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本专利技术。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本专利技术的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。实施例图3是基于本专利技术电动汽车转矩控制器的电动汽车驱动系统的一种具体实施方式原理框图。如图3所示，本专利技术电动汽车转矩控制器32包括PI转矩控制器321、滑模转矩控制器322、开关切换模块323。PI转矩控制器321接收来自电动汽车油门踏板31的给定转速ωr*和电动汽车电机37的实际转速ωr，生成转矩电流isq1*输入开关切换模块323。与PI转矩控制器321一样，滑模转矩控制器322接收来自油门踏板的电动汽车油门踏板的给定转速ωr*和电动汽车电机的实际转速ωr，生成转矩电流isq2*输入开关切换模块3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车转矩控制器，其特征在于，包括PI转矩控制器、滑膜转矩控制器、开关切换模块，其中：PI转矩控制器接收来自电动汽车油门踏板的给定转速ωr*和电动汽车电机的实际转速ωr，生成转矩电流isq1*输入切换开关切换模块；滑膜转矩控制器接收来自油门踏板的电动汽车油门踏板的给定转速ωr*和电动汽车电机的实际转速ωr，生成转矩电流isq2*输入开关切换模块；开关切换模块接收来自油门踏板的给定转速ωr*和电机的实际转速ωr，以及PI转矩控制器和滑膜转矩控制器生成的转矩电流isq1*和isq2*，得到转矩电流isq*：isq*＝λ*isq1*+(1‑λ)*isq2*其中，λ为权值参数，确定方法为：λ=1,|Δωr|≤Δωrminλ=1-|Δωr|-ΔωrminΔωrmax-Δωrmin,Δωrmin<|Δωr|<Δωrmax&lambda;=0,Δωrmax≤|Δωr|]]>其中，Δωrmin表示低转速误差点，Δωrmax表示高转速误差点。...

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车转矩控制器，其特征在于，包括PI转矩控制器、滑模转矩控制器、开关切换模块，其中：PI转矩控制器接收来自电动汽车油门踏板的给定转速ωr*和电动汽车电机的实际转速ωr，生成转矩电流isq1*输入切换开关切换模块；滑模转矩控制器接收来自油门踏板的电动汽车油门踏板的给定转速ωr*和电动汽车电机的实际转速ωr，生成转矩电流isq2*输入开关切换模块；开关切换模块接收来自油门踏板的给定转速ωr*和电机的实际转速ωr，以及PI转矩控制器和滑模转矩控制器生成的转矩电流isq1*和isq2*，得到转矩电流isq*：isq*＝λ*isq1*+(1-λ)*isq2*其中，λ为权值参数，确定方法为：

【专利技术属性】
技术研发人员：郑宏，刘良忠，凡时财，徐红兵，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51