车用感应电机驱动力矩高性能分时控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种车用感应电机驱动力矩高性能分时控制系统，用于电动汽车，车载ECU中存储有感应电机状态方程、力矩控制滑模面公式、定子电压公式、空间矢量调制算法、滑模分时观测器和弱磁调节器；车载ECU中建有静止坐标系(α，β)，空间矢量调制算法用于根据定子电压在静止坐标系(α，β)中的α轴分量u

【技术实现步骤摘要】
车用感应电机驱动力矩高性能分时控制系统及控制方法


[0001]本专利技术属于自动控制、信息技术和先进制造领域，具体涉及针对车用感应电机驱动力矩高性能分时控制方法问题。

技术介绍

[0002]电动汽车由于具有降低能耗和污染物排放的潜力，正成为越来越受欢迎的传统汽车的替代品。在用于此类车辆的各种驱动电机中，交流感应电机因其低成本、鲁棒性和便于维护而被认为是理想的选择。
[0003]驱动电机(交流感应电机)需要高性能力矩控制器，以确保在驱动轮上准确执行来自上层控制器的最佳力矩分配控制命令。
[0004]然而，交流感应电机因其高阶非线性和强耦合特性给其控制器设计带来挑战。直接力矩控制方法结合空间矢量调制技术是目前车用感应电机驱动力矩常用的控制方法。
[0005]由于实际硬件设备采样周期的限制，直接力矩控制往往带来较大力矩脉动，且交流感应电机驱动系统自身电气时间常数和机械时间常数的不同导致力矩控制的时间延迟。
[0006]此外，现有的直接力矩控制方法中，基于定子电流和电压的测量来估计磁链的观测器设计和力矩控制器的设计是分开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.车用感应电机驱动力矩高性能分时控制系统，用于电动汽车，电动汽车具有车载ECU、感应电机和用于驱动感应电机的驱动电路，车载ECU具有3/2变换器，电动汽车的踏板处安装有踏板位移传感器，踏板位移传感器通过车载电路与车载ECU相连接；其特征在于：车载ECU中存储有感应电机状态方程、力矩控制滑模面公式、定子电压公式、空间矢量调制算法、滑模分时观测器和弱磁调节器；滑模分时观测器包括转子磁通分量分时观测器、感应电机转子角速度分时观测器和观测器滑模面公式；车载ECU中建有静止坐标系(α，β)并存储有踏板位移量与目标驱动力矩T
r
的对应关系数据，将上述对应关系数据称为T
r
源；T
r
的单位为N
·
m即牛米；感应电机的电路上装有电流传感器，电流传感器与车载ECU的3/2变换器相连接；车载ECU连接有用于驱动感应电机的驱动电路；力矩控制滑模面公式用于接收数据并计算得到力矩滑模面数值s1和磁链滑模面数值s2；力矩控制滑模面公式接收的数据有弱磁调节器、滑模分时观测器的输出数据以及车载ECU根据踏板位移传感器的实时信号以及T
r
源获得的目标驱动力矩T
r
；定子电压公式用于根据s1和s2的值计算出定子电压在静止坐标系(α,β)中的α轴分量u
sα
和β轴分量u
sβ
并提供给空间矢量调制算法；空间矢量调制算法用于根据定子电压在静止坐标系(α，β)中的α轴分量u
sα
和β轴分量u
sβ
生成6路PWM信号控制驱动电路，使驱动电路产生特定幅值和频率的三相交流电，从而控制感应电机的输出力矩T；T的单位为N
·
m；3/2变换器用于接收电流传感器的信号并生成定子电流在静止坐标系(α，β)中的α轴分量i
sα
和β轴分量i
sβ
；滑模分时观测器用于根据i
sα
和i
sβ
计算出转子磁通在静止坐标系(α，β)中的α轴分量和β轴分量以及驱动力矩的观测值和感应电机转子角速度ω的观测值并将提供给弱磁调节器，将和提供给力矩控制滑模面公式五。2.根据权利要求1所述的车用感应电机驱动力矩高性能分时控制系统，其特征在于：一、感应电机状态方程基于静止坐标系(α，β)，通过一组关于感应电机转子角速度ω、转子磁通在静止坐标系(α，β)中的α轴分量ψ
rα
、转子磁通在静止坐标系(α，β)中的β轴分量ψ
rβ
、定子电流在静止坐标系(α，β)中的α轴分量i
sα
和定子电流在静止坐标系(α，β)中的β轴分量i
sβ
的五阶非线性微分方程来描述感应电机的模型如下：的五阶非线性微分方程来描述感应电机的模型如下：的五阶非线性微分方程来描述感应电机的模型如下：的五阶非线性微分方程来描述感应电机的模型如下：的五阶非线性微分方程来描述感应电机的模型如下：将上述五阶非线性微分方程作为公式一；公式一中：x1＝ψ
rα
，其单位为Wb即韦伯，x2＝ψ
rβ
，其单位为Wb即韦伯，x3＝ω，其单位为
rad/s即弧度每秒；x1、x2和x3构成慢的状态变量；y1表示定子电流在静止坐标系(α，β)中的α轴分量i
sα
，其单位为A即安培；y2表示定子电流在静止坐标系(α，β)中的β轴分量i
sβ
，其单位为A即安培；i
sα
和i
sβ
分别是定子电流在静止坐标系(α，β)中的α轴分量和β轴分量并构成快的状态变量；i
sα
和i
sβ
的值来源于3/2变换器；u
sα
和u
sβ
分别是定子电压在静止坐标系(α，β)中的α轴分量和β轴分量；u
sα
和u
sβ
的值来源于定子电压公式；L
r
表示转子电感，单位为mH；L
s
表示定子电感，单位为mH；L
m
表示定转子互感，单位为mH；L
r
、L
s
和L
m
均来源于感应电机参数；为泄漏系数；ε＝σL
s
表示分时常数；R
r
表示转子阻抗，单位为欧姆；R
s
表示定子阻抗，单位为欧姆；P是感应电机极对数量；J为转子转动惯量，单位为kg
·
m2；R
r
、R
s
、P和J均来源于感应电机参数；T
L
为电动汽车行驶时感应电机承受的负载力矩，其表达式为：T
L
＝...

【专利技术属性】
技术研发人员：付志军，郭耀华，鲁岩，王辉，郭朋彦，何文斌，刘晓丽，姚雷，周放，王良文，
申请(专利权)人：郑州轻工业大学，
类型：发明
国别省市：