一种纯电动汽车防抖控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种纯电动汽车防抖控制系统，包括电机控制器，该电机控制器所采用的MCU电机矢量控制系统包括主动阻尼控制模块，该主动阻尼控制模块分别通过线路与MCU电机矢量控制系统中的解码芯片和最大转矩电流比控制模块相连接、以及与整车控制器的输出端口相连接，该主动阻尼控制模块能够接收整车控制器输出的转矩指令Te_ref、解码芯片输出的电机转速v，主动阻尼控制模块根据接收到的电机转速v分离出的电机转速振动分量vn以及转矩指令Te_ref获得阻尼转矩指令Te，并将阻尼转矩指令Te传输给最大转矩电流比控制模块，其中阻尼转矩指令Te＝Te_ref‑K×vn，K为阻尼系数。本发明专利技术通过设置主动阻尼控制模块分离出系统的振荡信号、给系统增加阻尼以抑制传动系统振荡，现场效果好。

A anti shake control system of pure electric vehicle

【技术实现步骤摘要】
一种纯电动汽车防抖控制系统
本专利技术涉及纯电动汽车的控制
，具体地说是一种通过分离出系统的振荡信号、根据该振荡信号给系统增加阻尼以抑制传动系统振荡的纯电动汽车防抖控制系统。
技术介绍
纯电动汽车的控制原理图如图1所示，司机踩下加速踏板后，加速踏板将开度信号转换为模拟电平信号Ui，送至整车控制器；整车控制器将采集到的模拟电平信号Ui，通过查表，得到司机的转矩指令Te_ref(纯电动汽车的模拟电平信号与转矩指令的对应关系如图2所示)；整车控制器将转矩指令Te_ref通过CAN通讯网络，发送给电机控制器；典型的MCU电机矢量控制系统如图3所示，电机控制器接收整车控制器下发的转矩指令Te_ref，通过最大转矩电流比控制策略得到DQ轴的电流给定值然后和DQ直流实际值id、iq进行比较，差值用于PI调节器的输入，PI调节器输出DQ轴电压给定值DQ电压给定值通过PARK反变换和SVPWM，换算成三相IGBT桥的占空比值，然后变成PWM脉冲信号，驱动功率器件IGBT，电机控制器通过这一系列的控制，使得电机的机械轴输出转矩Tm等于转矩指令Te_ref；电机的机械输出轴，通过纯电动汽车的传动轴、主减速器、半轴，驱动汽车轮胎前进，从而驾驶车辆行驶。纯电动汽车的传动系统结构原理如图4所示，纯电动汽车的传动系统包括电机、传动轴、主减速器、半轴和轮胎，为一个二阶弹性质量系统。司机在松踩加速踏板的过程中，电机响应转矩较快；而传动系统由于缺乏阻尼，会造成传动系统的抖动，从而造成车身的抖动和噪音。如图5和图6所示，转矩在第1秒出现阶跃增加、在第3秒出现阶跃减小过程时，对应时刻的电机转速出现抖动。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种通过分离出系统的振荡信号、根据该振荡信号给系统增加阻尼以抑制传动系统振荡的纯电动汽车防抖控制系统。本专利技术的目的是通过以下技术方案解决的：一种纯电动汽车防抖控制系统，包括电机控制器，其特征在于：该电机控制器所采用的MCU电机矢量控制系统包括主动阻尼控制模块，该主动阻尼控制模块分别通过线路与MCU电机矢量控制系统中的解码芯片和最大转矩电流比控制模块相连接、以及与整车控制器的输出端口相连接，该主动阻尼控制模块能够接收整车控制器输出的转矩指令Te_ref、解码芯片输出的电机转速v，主动阻尼控制模块根据接收到的电机转速v分离出的电机转速振动分量vn以及转矩指令Te_ref获得阻尼转矩指令Te，并将阻尼转矩指令Te传输给最大转矩电流比控制模块，其中阻尼转矩指令Te＝Te_ref-K×vn，K为阻尼系数。所述的主动阻尼控制模块包括带通滤波器和加减法模块，其中带通滤波器用于接收解码芯片输出的电机转速v并分离出电机转速振动分量vn，且带通滤波器将电机转速振动分量vn与阻尼系数K相结合后输送给加减法模块，加减法模块用于接收整车控制器输出的转矩指令Te_ref和带通滤波器输出的阻尼K×vn并通过运算后输出阻尼转矩指令Te。所述阻尼系数K的计算公式为：其中Tn为电机的额定转矩；Sn是电机的额定转速；c为参数，取值范围是1～10。所述带通滤波器的传递函数为则电机转速振动分量其中角频率ωn＝2πfn，振动频率fn为一固定值。所述的振动频率fn通过查看纯电动汽车的电机转速振动波形获得，振动频率fn＝1/dT，其中dT为电机转速振动波形中的相邻两个波动的时间间隔。本专利技术相比现有技术有如下优点：本专利技术通过主动阻尼控制模块的设置，分离出系统的振荡信号并通过负反馈的策略给系统增加阻尼以抑制传动系统振荡；该主动阻尼控制模块包括带通滤波器和加减法模块，其中带通滤波器用于分离出系统的振荡信号并结合阻尼系数传递给加减法模块，加减法模块结合整车控制器输出的转矩指令通过运算后输出阻尼转矩指令；由于该系统针对的是振动频率相关的分量，故能在加减转速过程中，有效的抑制传动系统的振动，该系统的补偿策略不影响其它任何工况，对系统没有任何影响且现场效果好；该系统使用时，仅需设置振动频率和阻尼系数两个参数，故现场调试方便。附图说明附图1为现有技术中的纯电动汽车的控制原理图；附图2为现有技术中的纯电动汽车的模拟电平信号与转矩指令的对应关系图；附图3为现有技术中的纯电动汽车的典型的MCU电机矢量控制系统示意图；附图4为现有技术中的纯电动汽车的传动系统结构原理图；附图5为现有技术中的纯电动汽车的转矩指令与时间对应关系图；附图6为现有技术中的纯电动汽车的转速与时间对应关系图；附图7为本专利技术的纯电动汽车防抖控制系统的MCU电机矢量控制系统示意图；附图8为本专利技术的主动阻尼控制模块内部结构和运算流程示意图；附图9为采用本专利技术系统的纯电动汽车在补偿前的转速与时间对应关系放大图；附图10为采用本专利技术系统的纯电动汽车的电机转速振动分量与时间对应关系图；附图11为采用本专利技术系统的纯电动汽车的补偿后的阻尼转矩指令与时间对应关系图；附图12为采用本专利技术系统的纯电动汽车在补偿后的转速与时间对应关系图；具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步的说明。如图7-8所示：一种纯电动汽车防抖控制系统，包括电机控制器，该电机控制器所采用的MCU电机矢量控制系统包括主动阻尼控制模块，该主动阻尼控制模块分别通过线路与MCU电机矢量控制系统中的解码芯片和最大转矩电流比控制模块相连接、以及与整车控制器的输出端口相连接，该主动阻尼控制模块能够接收整车控制器输出的转矩指令Te_ref、解码芯片输出的电机转速v，主动阻尼控制模块根据接收到的电机转速v分离出的电机转速振动分量vn以及转矩指令Te_ref获得阻尼转矩指令Te，并将阻尼转矩指令Te传输给最大转矩电流比控制模块，其中阻尼转矩指令Te＝Te_ref-K×vn，K为阻尼系数；阻尼系数K的计算公式为：其中Tn为电机的额定转矩、Sn是电机的额定转速、c为参数且取值范围是1～10。如图8所示，上述的主动阻尼控制模块包括带通滤波器和加减法模块，其中带通滤波器用于接收解码芯片输出的电机转速v并分离出电机转速振动分量vn，其中带通滤波器的传递函数为则电机转速振动分量其中角频率ωn＝2πfn，角频率ωn对其附近的频率无衰减、对其他频率段的信号衰减为0，振动频率fn为一固定值；带通滤波器将电机转速振动分量vn与阻尼系数K相结合后输送给加减法模块，加减法模块用于接收整车控制器输出的转矩指令Te_ref和带通滤波器输出的阻尼K×vn并通过运算后输出阻尼转矩指令Te，即阻尼转矩指令Te＝Te_ref-K×vn。由于传动系统的振动是系统固有特性，也即跟车辆的机械设计相关，所以振动频率fn为一固定值，能够通过前期测量得到。如图9所示，振动频率fn通过查看纯电动汽车的电机转速振动波形获得，振动频率fn＝1/dT，其中dT为电机转速振动波形中的相邻两个波动的时间间隔。相对现有的纯电动汽车的控制系统，本专利技术的防抖控制系统仅需在电机控制器的MCU电机矢量控制系统中添加主动阻尼功能模块即可，主动阻尼模块内部仅为带通滤波器和加减法模块，其中带通滤波器根据振动频率fn确定的传递函数，使得带通滤波器在接收到解码芯片输出的电机转速v后，即可分离出电机转速振动分量vn，根据电机转速振动分量vn，给传动系统添加阻尼，即Te＝Te_ref-K×vn，阻尼系数K的数值越大，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纯电动汽车防抖控制系统，包括电机控制器，其特征在于：该电机控制器所采用的MCU电机矢量控制系统包括主动阻尼控制模块，该主动阻尼控制模块分别通过线路与MCU电机矢量控制系统中的解码芯片和最大转矩电流比控制模块相连接、以及与整车控制器的输出端口相连接，该主动阻尼控制模块能够接收整车控制器输出的转矩指令Te_ref、解码芯片输出的电机转速v，主动阻尼控制模块根据接收到的电机转速v分离出的电机转速振动分量vn以及转矩指令Te_ref获得阻尼转矩指令Te，并将阻尼转矩指令Te传输给最大转矩电流比控制模块，其中阻尼转矩指令Te＝Te_ref‑K×vn，K为阻尼系数。

【技术特征摘要】
1.一种纯电动汽车防抖控制系统，包括电机控制器，其特征在于：该电机控制器所采用的MCU电机矢量控制系统包括主动阻尼控制模块，该主动阻尼控制模块分别通过线路与MCU电机矢量控制系统中的解码芯片和最大转矩电流比控制模块相连接、以及与整车控制器的输出端口相连接，该主动阻尼控制模块能够接收整车控制器输出的转矩指令Te_ref、解码芯片输出的电机转速v，主动阻尼控制模块根据接收到的电机转速v分离出的电机转速振动分量vn以及转矩指令Te_ref获得阻尼转矩指令Te，并将阻尼转矩指令Te传输给最大转矩电流比控制模块，其中阻尼转矩指令Te＝Te_ref-K×vn，K为阻尼系数。2.根据权利要求1所述的纯电动汽车防抖控制系统，其特征在于：所述的主动阻尼控制模块包括带通滤波器和加减法模块，其中带通滤波器用于接收解码芯片输出的电机转速v并分离出...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国驹，陈守川，
申请(专利权)人：无锡华宸控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32