线性时变模型预测转矩控制制造技术

一种用于机动车中的电机的转矩控制系统包括电源逆变器和模型预测控制模块，电源逆变器向电机传递电流以调节电机的转矩，模型预测控制模块向电源逆变器发送三相电压以控制电源逆变器的运行。源逆变器的运行。源逆变器的运行。

【技术实现步骤摘要】
线性时变模型预测转矩控制


[0001]本公开涉及电机。更具体地，本公开涉及用于机动车的电机的转矩控制。

技术介绍

[0002]许多机动车使用电机。特别是，混合动力车辆除了使用内燃机外，还使用一种或多种电机，且机动车使用一种或多种电机作为主要动力装置。
[0003]这些电机的运行需要控制电机的转矩输出。目前，电机的转矩控制基于开环系统。此类系统需要对查找表进行大量的校准以实现机动车的稳健性能。
[0004]因此，虽然当前的电机转矩控制系统实现了其预期目的，但需要一种新的和改进的系统来调节电机的转矩输出。

技术实现思路

[0005]根据若干方面，一种用于机动车中的电机的转矩控制的系统，包括电源逆变器和模型预测控制(MPC)模块，电源逆变器向电机传递电流以调节电机的转矩，MPC模块向电源逆变器发送三相电压以控制电源逆变器的运行。
[0006]在本公开的另一方面中，MPC模块基于在每个采样时间电机的线性时变模型。
[0007]在本公开的另一个方面中，MPC模块基于MPC控制范围内的线性参数变化模型。
[0008]在本公开的另一个方面中，MPC模块利用来自卡尔曼滤波器中的磁通反馈。
[0009]在本公开的另一个方面中，MPC模块利用电流反馈。
[0010]在本公开的另一个方面中，该系统进一步包括卡尔曼滤波器，用于估计电流以消除在选定电机运行条件下电流测量带来的噪声。
[0011]在本公开的另一个方面中，该系统进一步包括测量电机转矩的转矩传感器。r/>[0012]在本公开的另一个方面中，该系统进一步包括卡尔曼滤波器，该卡尔曼滤波器根据电机的电压和电机的测量转矩来估计用于MPC模块的磁通或电流。
[0013]在本公开的另一个方面中，该MPC模块基于双环控制结构。
[0014]在本公开的另一个方面中，该双环控制结构包括内环，内环控制到电机的电流。
[0015]在本公开的另一个方面中，该双环控制结构包括外环，外环基于来自电机的转矩反馈。
[0016]根据若干方面，一种用于机动车中的电机的转矩控制的系统，包括电源逆变器和模型预测控制(MPC)模块，电源逆变器向电机传递电流以调节电机的转矩，MPC模块向电源逆变器发送三相电压以控制电源逆变器的运行。MPC模块基于线性时变模型或线性参数变化模型。
[0017]在本公开的另一方面中，MPC模块利用来自卡尔曼滤波器中的磁通反馈。
[0018]在本公开的另一方面中，MPC模块利用电流反馈。该系统进一步包括卡尔曼滤波器，用于估计电流以消除在选定电机运行条件下电流测量带来的噪声。
[0019]在本公开的另一方面中，该系统进一步包括测量电机转矩的转矩传感器。
[0020]在本公开的另一个方面中，该系统进一步包括卡尔曼滤波器，该卡尔曼滤波器根据电机的电压和电机的测量转矩来估计用于MPC模块的磁通或电流。
[0021]在本公开的另一个方面中，该MPC模块基于双环控制结构。
[0022]在本公开的另一个方面中，该双环控制结构包括内环，内环控制到电机的电流。
[0023]在本公开的另一个方面中，该双环控制结构包括外环，外环基于来自电机的转矩反馈。
[0024]根据若干方面，一种用于机动车中的电机的转矩控制的系统，包括电源逆变器、电池组和模型预测控制(MPC)模块。电源逆变器向电机传递三相交流电流以调节电机的转矩，电池组向电源逆变器施加直流电压，MPC模块向电源逆变器发送三相电压以控制电源逆变器的运行。MPC模块基于线性时变模型或线性参数变化模型。
[0025]进一步适用性领域将从此文提供的描述中变得显而易见。应理解的是，描述和具体实例仅仅是示例性的，并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
[0026]此文描述的附图仅仅用于示例性目的，并不意在以任何方式限制本公开的范围。
[0027]图1A是一种根据示例性实施例的用于电机的转矩控制的系统的示意图；
[0028]图1B是图1A所示系统的子组件的示意图；
[0029]图1C是在图1A所示系统中使用的卡尔曼滤波器的示意图；
[0030]图2是另一种根据示例性实施例的用于电机的转矩控制的系统的示意图；
[0031]图3是再一种根据示例性实施例的用于电机的转矩控制的系统的示意图；以及
[0032]图4是又一种根据示例性实施例的用于电机的转矩控制的系统的示意图。
具体实施方式
[0033]下述描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、其应用或用途。
[0034]参阅图1A、1B和1C，示出了一种用于控制交流电机24的转矩(T
q
)的系统。该系统10包括向电源逆变器16提供电压14的电池组12。电源逆变器继而向电机24提供三相电流20、21和22。
[0035]该系统10进一步包括模型预测控制(MPC)模块36，用于调节从电源逆变器16向电机24(例如三相交流电机)传递的电流。在一些设置中，MPC模块36是线性时变(LTV)的，即电机系统模型参数是随时间变化的。在其他设置中，系统模型参数是线性参数变化(LPV)的，即一些系统参数缓慢变化。电机24是永磁(PM)电机，也称为永磁异步电机(PMSM)。
[0036]作为参考，本公开使用了下列术语：r(k)：采样时间k处的控制参考；Tq_ref：电机转矩参考或指令，r(k)＝Tq_ref；v
a
、v
b
和v
c
：向电机24施加的三相电压，用于转矩控制；i
a
、i
b
、i
c
：电机24的三相电流；θ，ω：电机转子位置和电机转速；电机转速计算为ω
e
，电气的电机转速，和ω
m
，机械的电机转速或物理转速，它们的关系式为ω
e
＝p/2ω
m
，其中p为电机磁极数；T
q
：电机转矩；i
d
，i
q
：转子旋转参考系中的电机电流(这两股电流在磁场中垂直)；V
d
，V
q
：转子旋转参考系中的电机电压(它们在磁场中垂直，又被称为直流电压和正交电压)；相位转换(θ)将旋转参考系电流或电压转换为三相电流或电压，反之亦然；λ
d
，λ
q
，：旋转参考系中的电机磁通；增加斜度，表示估计的电机磁通。
[0037]MPC36根据传感器26和测量三相电流的传感器估计的指令电机转矩(或参考转矩)Tq_ref、电机速度和电机磁通反馈来生成预期的电机控制电压V
d
和V
q
。通过相位转换(θ)32，最佳控制电压V
d
和V
q
被转换为所需的三相电压v
a
、v
b
和v
c
，施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于机动车中电机的转矩控制的系统，所述系统包括：电源逆变器，向所述电机传递电流以调节所述电机的转矩；以及模型预测控制(MPC)模块，向所述电源逆变器发送三相电压以控制所述电源逆变器的运行。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述MPC模块基于在每个采样时间所述电机的线性时变模型。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述MPC模块基于MPC控制范围内的线性参数变化模型。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述MPC模块利用来自卡尔曼滤波器的估计磁通反馈。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述MPC...

【专利技术属性】
技术研发人员：YY，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：