一种电机驱动系统的控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电机驱动系统的控制方法，所述电机驱动系统包括电机、控制器和脉冲宽度调制变换器，所述控制方法包括：获取驾驶员对所述电机的操作指令，将所述操作指令转换为第一电压信号；获取所述电机电枢的电流信号，将所述电流信号转换为第二电压信号；每隔预设时间对所述控制器的控制参数进行优化；以所述第二电压信号为反馈信号，将所述第一电压信号与所述第二电压信号的差值输入所述控制器，由所述控制器根据最新优化的控制参数输出控制电压；通过所述脉冲宽度调制变换器调节所述控制电压的平均值；根据调节后的控制电压控制所述电机的电流和转速。本发明专利技术能够确保电机驱动控制系统更加稳定可靠的工作。

A control method for motor drive system

The invention discloses a control method for motor drive system, the system comprises a motor, controller and pulse width modulation converter to drive the motor, the control method includes: obtaining the driver operating instructions of the motor, the operating instructions are converted to a first voltage signal; the motor armature current signal acquisition by converting the current signal to voltage signal second; every preset time control parameters of the controller is optimized; to the second voltage signal as the feedback signal, the difference between the first voltage input signal and the second voltage signal to the controller, the controller control parameter according to the output control the new voltage optimization; through the pulse width modulation converter to adjust the average value of the control voltage; according to the control voltage regulation after the The current and speed of the motor are described. The invention can ensure that the motor drive control system is more stable and reliable.

【技术实现步骤摘要】
一种电机驱动系统的控制方法
本专利技术涉及电动汽车
，尤其涉及一种应用于电动汽车的电机驱动系统的控制方法。
技术介绍
电机驱动系统是电动汽车的核心组件之一，对整车性能有决定性的影响。目前，在电动汽车上运用的电机驱动系统主要有永磁电机驱动系统、异步电机驱动系统、开关磁阻电机驱动系统和直流电机驱动系统。永磁电机具有功率密度高、在宽速度范围内运行效率高等优点，但存在电流损耗大、永磁体退磁风险、工作噪声大等缺点；异步电机有结构简单、电机成本低等优点，但存在控制复杂、不易达到宽范围的恒功率调速的缺点；开关磁阻电机有效率高、成本低等优点，但是存在转矩脉动噪声大并且使用位置传感器增加了结构复杂度，降低了可靠性等缺点。相比前面三种电机驱动系统，直流电机驱动系统具有成本低、控制相对成熟、控制器简单、调速性能好等优点，同时直流电机还具有起动转矩高和宽恒功率调速范围的特点，适合在牵引领域应用。在现有技术中，专利申请号为CN201610487170公开了一种电动汽车驱动器的电机驱动算法调试系统及调试方法。该专利技术的技术方案是：电机驱动算法调试系统包括上位机模块、仿真器模块、驱动器电机驱动控制模块和电机驱动算法调试模块，所述电机驱动算法调试模块的信号接口与驱动器电机驱动控制模块的信号接口连接，所述驱动器电机驱动控制模块的仿真接口与仿真器模块的测试接口连接，所述驱动器电机驱动控制模块的通讯接口和上位机模块连接，所述仿真器模块的数据接口与上位机模块连接；调试方法包括：第一步、给电机驱动算法调试模块打开单相AC220V的电源；第二步、打开上位机模块中开发环境CCS和监控工具，并和驱动器电机驱动控制模块建立好通讯连接；第三步、通过上位机模块中监控工具操控驱动器电机驱动控制模块，并利用上机模块中开发环境进行仿真调试；第四步、调试结束后先断开上位机模块中开发环境和监控工具与驱动器电机驱动控制模块的通讯连接，再关闭电机驱动算法调试模块的单相AC220V电源。然而该申请未给出具体算法步骤。因此，如何提供一种能够保证电机驱动控制系统稳定可靠工作的控制方法是本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提出一种电机驱动系统的控制方法，以确保电机驱动控制系统能够稳定可靠的工作。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种电机驱动系统的控制方法，所述电机驱动系统包括电机、控制器和脉冲宽度调制变换器，所述控制方法包括以下步骤：步骤1、获取驾驶员对所述电机的操作指令，将所述操作指令转换为第一电压信号；步骤2、获取所述电机电枢的电流信号，将所述电流信号转换为第二电压信号；步骤3、每隔预设时间对所述控制器的控制参数进行优化；步骤4、以所述第二电压信号为反馈信号，将所述第一电压信号与所述第二电压信号的差值输入所述控制器，由所述控制器根据最新优化的控制参数输出控制电压；步骤5、通过所述脉冲宽度调制变换器调节所述控制电压的平均值；步骤6、根据调节后的控制电压控制所述电机的电流和转速。优选地，所述步骤1包括：根据驾驶员对所述电机的操作指令得到所述电机的输出力矩；根据所述输出力矩得到所述第一电压信号。优选地，所述步骤2包括：将所述电流信号乘以电阻系数，得到所述第二电压信号。优选地，所述步骤3包括：每隔预设时间从CAN总线读取所述控制器的控制参数；计算电枢电流的偏差值；根据所述电枢电流的偏差值调整所述控制器的控制参数，使所述控制器输出的控制电压的变化值在预设范围内。优选地，所述控制器为PI控制器，根据所述电枢电流的偏差值调整所述控制器的控制参数的步骤包括：根据所述偏差值计算积分项；根据所述偏差值计算比例项；将所述积分项和所述比例项的作用累加，得到输出的控制电压的变化值；将所述控制电压的变化值与预设的最大变化值及最小变化值进行比较，判断输出的控制电压的变化值是否在预设范围内；当输出的控制电压的变化值在预设范围内时，根据实际变化值更新控制参数；当输出的控制电压的变化值大于所述最大变化值时，根据所述最大变化值更新控制参数；当输出的控制电压的变化值小于所述最小变化值时，根据所述最小变化值更新控制参数。优选地，所述步骤5包括：根据最新优化的控制参数调节所述脉冲宽度调制变换器的占空比，以获得具有预设平均值的控制电压。优选地，所述步骤6包括：根据所述电机的类型建立驱动过程的动态方程组；根据所述动态方程组得到电机驱动时的电流方程；代入调节后的控制电压，实时控制所述电机的电流和转速；其中，所述动态方程组为：E＝CenT＝CmId式中：E—电机的反电动势；Ce—电机在额定磁通下电动势转速比；n—电机的转速；T—转矩；Cm—电机在额定磁通下转矩转速比；Id—电枢电流；Ud0—电机两端的端电压；R—电枢回路的电阻；L—电机的电感；Te—电磁转矩；TL—负载转矩；J—电力拖动系统运动部分折算到电机轴上的转动惯量；对所述动态方程组进行拉普拉斯变换，并令全部初始条件为零，得到电机驱动时的电流方程为：式中：Id(s)—电枢电流传递函数；J—电力拖动系统运动部分折算到电机轴上的转动惯量；L—电机的电感；S—复变量；R—电枢回路的电阻；Ce—电机在额定磁通下电动势转速比；Cm—电机在额定磁通下转矩转速比；Ud0(S)—电机两端的端电压的传递函数；TL(S)—电机负载转矩的传递函数。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术采用调节电机输出力矩的控制策略，建立了电机驱动控制模型，实现了驾驶员的操作指令和电机电枢电流的双闭环控制，在此模型的基础上，通过不断校正控制器的控制参数，确保电机驱动控制系统能够稳定可靠的工作。附图说明图1是本专利技术实施例提供的电机驱动系统的控制方法的流程图；图2是本专利技术实施例中步骤3的具体流程图；图3是本专利技术实施例中控制方法的具体实施过程图。具体实施方式下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。本专利技术提供了一种电机驱动系统的控制方法，所述电机驱动系统包括电机、控制器和脉冲宽度调制变换器，如图1所示，所述控制方法包括以下步骤：步骤1、获取驾驶员对所述电机的操作指令，将所述操作指令转换为第一电压信号；步骤2、获取所述电机电枢的电流信号，将所述电流信号转换为第二电压信号；步骤3、每隔预设时间对所述控制器的控制参数进行优化；步骤4、以所述第二电压信号为反馈信号，将所述第一电压信号与所述第二电压信号的差值输入所述控制器，由所述控制器根据最新优化的控制参数输出控制电压；步骤5、通过所述脉冲宽度调制变换器调节所述控制电压的平均值；步骤6、根据调节后的控制电压控制所述电机的电流和转速。电动汽车的行驶速度与电机电枢电流相对应，通过调节电流的大小可以控制汽车的行驶速度，结合驾驶员对车辆行驶速度的操作指令，形成了一个外环有驾驶员参与的转速闭环控制，内环为电机电枢电流闭环控制的双闭环控制系统。在此模型的基础上，驾驶员对电机的操作指令被转换成可变的电压信号，与电枢电流的反馈电压信号比较后，通过控制器的控制算法输出控制电压，再通过脉冲宽度调制(PWM)变换器来控制电机端输出电压的平均值，从而调节电机的电流和转速，确保电机驱动控制系统能够稳定可靠的工作。本专利技术采用调节电机输出力矩的控制策略，驾驶员的操作指令在瞬时对应于电机输出力矩，在稳态时对应于输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机驱动系统的控制方法，所述电机驱动系统包括电机、控制器和脉冲宽度调制变换器，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：步骤1、获取驾驶员对所述电机的操作指令，将所述操作指令转换为第一电压信号；步骤2、获取所述电机电枢的电流信号，将所述电流信号转换为第二电压信号；步骤3、每隔预设时间对所述控制器的控制参数进行优化；步骤4、以所述第二电压信号为反馈信号，将所述第一电压信号与所述第二电压信号的差值输入所述控制器，由所述控制器根据最新优化的控制参数输出控制电压；步骤5、通过所述脉冲宽度调制变换器调节所述控制电压的平均值；步骤6、根据调节后的控制电压控制所述电机的电流和转速。

【技术特征摘要】
1.一种电机驱动系统的控制方法，所述电机驱动系统包括电机、控制器和脉冲宽度调制变换器，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：步骤1、获取驾驶员对所述电机的操作指令，将所述操作指令转换为第一电压信号；步骤2、获取所述电机电枢的电流信号，将所述电流信号转换为第二电压信号；步骤3、每隔预设时间对所述控制器的控制参数进行优化；步骤4、以所述第二电压信号为反馈信号，将所述第一电压信号与所述第二电压信号的差值输入所述控制器，由所述控制器根据最新优化的控制参数输出控制电压；步骤5、通过所述脉冲宽度调制变换器调节所述控制电压的平均值；步骤6、根据调节后的控制电压控制所述电机的电流和转速。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤1包括：根据驾驶员对所述电机的操作指令得到所述电机的输出力矩；根据所述输出力矩得到所述第一电压信号。3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤2包括：将所述电流信号乘以电阻系数，得到所述第二电压信号。4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤3包括：每隔预设时间从CAN总线读取所述控制器的控制参数；计算电枢电流的偏差值；根据所述电枢电流的偏差值调整所述控制器的控制参数，使所述控制器输出的控制电压的变化值在预设范围内。5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述控制器为PI控制器，根据所述电枢电流的偏差值调整所述控制器的控制参数的步骤包括：根据所述偏差值计算积分项；根据所述偏差值计算比例项；将所述积分项和所述比例项的作用累加，得到输出的控制电压的变化值；将所述控制电压的变化值与预设的最大变化值及最小变化值进行比较，判断输出的控制电压的变化值是否在预设范围内；当输出的控制电压的变化值在预设范围内时，根据实际变化值更...

【专利技术属性】
技术研发人员：李占江，高超，蒋元广，李艳会，刘峰霖，
申请(专利权)人：南京越博电驱动系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32