一种电力电子产品的多层控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种电力电子产品的多层控制系统及方法。多层控制系统至少包括：第一层控制器和第二层控制器。第一层控制器获取电力电子产品根据传感器检测得到的第一状态信号，发送第一状态信号至第二层控制器；以及接收第二层控制器反馈的控制参考信号，基于控制参考信号生成电力电子产品的控制信号。第二层控制器根据第一状态信号和模拟电力电子产品的模型，获取电力电子产品除第一状态信号以外的第二状态信号；以及根据第一状态信号、第二状态信号和电力电子产品的控制目标，生成控制参考信号并输出至第一层控制器。根据多层控制系统及方法，能够借由不同层级的控制器扩宽电力电子产品的控制功能、提高电力电子产品的控制性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种电力电子产品的多层控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及电力电子产品领域，尤其涉及电力电子产品的多层控制系统及方法。

技术介绍

[0002]随着电气化、自动化的加速，对于电力电子产品的功能和性能也有着更高的要求。电力电子产品能否发挥最佳功能和性能，与其控制有着密不可分的关系。通常来说，在投入使用时，电力电子产品和控制器是一一对应的。受制于控制器的软、硬件限制，即便电力电子产品在硬件上可以发挥更好的功能和性能，由于对应的控制器缺乏给出优选的控制参数的能力，无法将电力电子产品的功能发挥到最佳。
[0003]随着电子产品的不断发展，通常来说，一个产品上除了电力电子产品及其控制器外，还会搭配有额外的控制器，甚至还可以连接云端的控制器。在不考虑替换电力电子产品配套的控制器的情况下(不增加成本)，希望能够借助于外部的控制器来辅助电力电子产品的控制器给出优选的控制参数。
[0004]这一需求在电动汽车领域也十分普遍。随着电动汽车市场渗透率的不断提高，电动汽车技术得到快速的发展，整车对零部件(电力电子产品)的要求也越来越高，需要具备更多的功能和更好的性能。另一方面，整车电子电器架构和智能网联技术也得到了快速发展，出现了域控制器、区域控制器以及电脑等高算力计算单元，可以作为外部控制器。
[0005]有鉴于此，希望能够提供一种电力电子产品的多层控制系统及方法，从而能够在不增加零部件成本的前提下，让电力电子产品及其控制器具备更加丰富的功能和更加优越的性能，同时，也具有非常广泛的应用前景，如电动汽车市场。r/>
技术实现思路

[0006]以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
[0007]如上文所描述的，为了解决现有技术中，电力电子产品的控制器在不增加额外成本的情况下，无法提供更优的控制参数的问题，本专利技术提供了一种电力电子产品的多层控制系统及方法。
[0008]本专利技术的一方面所提供的电力电子产品的多层控制系统至少包括：第一层控制器和第二层控制器；其中所述第一层控制器被配置为：获取所述电力电子产品根据传感器检测得到的第一状态信号，发送所述第一状态信号至所述第二层控制器；以及接收所述第二层控制器反馈的控制参考信号，基于所述控制参考信号生成所述电力电子产品的控制信号，并输出至所述电力电子产品；所述第二层控制器被配置为：根据所述第一状态信号和模拟所述电力电子产品的模型，获取所述电力电子产品除所述第一状态信号以外的第二状态信号；以及根据所述第一状态信号、所述第二状态信号和所述电力电子产品的控制目标，生
成所述控制参考信号，并输出至所述第一层控制器。
[0009]根据本专利技术的一方面所提供的电力电子产品的多层控制系统，能够在不增加额外的硬件、不增加额外成本的情况下，基于外部的控制器(第二层控制器)，辅助电力电子产品的控制器(第一层控制器)能够生成更优化的控制参数，从而改进电力电子产品的控制，丰富电力电子产品的功能、提升电力电子产品的性能。
[0010]在上述多层控制系统的一实施例中，可选的，还包括第三层控制器；其中所述第三层控制器被配置为：根据所述第一层控制器反馈的历史第一状态信号和历史控制信号、所述第二层控制器反馈的历史第二状态信号和历史控制参考信号辨识并优化所述模型的模型参数，并输出所述模型参数至所述第二层控制器；所述第二层控制器还被配置为：基于所接收到的模型参数更新所述模型。
[0011]在上述多层控制系统的一实施例中，可选的，所述第三层控制器还被配置为：响应于所述模型参数的变化超出预设阈值，将变化超出预设阈值变化的模型参数发送至所述第一层控制器，以使所述第一层控制器基于所述模型参数诊断所述电力电子产品的硬件状态。
[0012]在上述多层控制系统的一实施例中，可选的，所述第二层控制器中模拟所述电力电子产品的模型包括：机理模型，和/或，大数据模型；其中所述机理模型为模拟所述电力电子产品的数学物理模型，以基于所述第一状态信号获取所述电力电子产品除所述第一状态信号以外的模拟状态变量为所述第二状态信号；所述大数据模型表征所述电力电子产品的第一状态信号和/或所述模拟状态变量与所述电力电子产品的预期状态变量之间的映射关系，以根据所述第一状态信号和/或所述模拟状态变量输出所述预期状态变量为所述第二状态信号。
[0013]在上述多层控制系统的一实施例中，可选的，所述第三层控制器进一步被配置为：辨识并优化所述数学物理模型和/或所述大数据模型的模型参数，并输出所述模型参数至所述第二层控制器。
[0014]在上述多层控制系统的一实施例中，可选的，响应于所述模型包括所述机理模型和所述大数据模型，所述第二层控制器进一步被配置为：根据所述第一状态信号和所述机理模型获取所述模拟状态变量；将所述第一状态信号和所述模拟状态变量输入所述大数据模型，以获取所述预期状态变量为所述第二状态信号；以及根据所述大数据模型输出的第二状态信号生成所述控制参考信号。
[0015]在上述多层控制系统的一实施例中，可选的，所述多层控制系统应用于车辆，所述第一层控制器为所述车辆的电力电子产品控制器，所述第二层控制器为所述车辆的车载计算单元，所述第三层控制器为与所述车辆一一对应的云端控制器。
[0016]在上述的实施例中，多层控制系统应用在车载领域，由于整车电子电器架构和智能网联技术得到了快速发展，车辆上出现了车载域控制器、车载区域控制器以及车载电脑等高算力计算单元，可以利用整车上的这些控制器作为车载电力电子产品的外部控制器，从而能够在不增加整车及零部件成本的前提下，基于车辆上已经搭载的整车电气架构，丰富电力电子产品的功能、提升电力电子产品的性能，为整车提供更多收益。在上述的实施例中，能够利用控制器产品之外的资源(车上其他控制器、车载电脑、云端等资源)，来优化控制器产品(控制器使用芯片保持不变)的性能(控制精度、系统功率、系统效率及鲁棒性等)，
实现控制器产品高控制性能的降本方案。
[0017]本专利技术的另一方面还提供了一种电力电子产品的多层控制方法，所述多层控制方法包括：由第一层控制器根据传感器检测得到电力电子产品的第一状态信号；由第二层控制器根据所述第一状态信号和模拟所述电力电子产品的模型，获取所述电力电子产品除所述第一状态信号以外的第二状态信号；由所述第二层控制器根据所述第一状态信号、所述第二状态信号和所述电力电子产品的控制目标，生成控制参考信号；以及由所述第一层控制器根据所述控制参考信号生成所述电力电子产品的控制信号，并输出至所述电力电子产品。
[0018]在上述多层控制方法的一实施例中，可选的，所述多层控制方法还包括：由第三层控制器根据所述第一层控制器反馈的历史第一状态信号和历史控制信号、所述第二层控制器反馈的历史第二状态信号和历史控制参考信号辨识并优化所述模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力电子产品的多层控制系统，其特征在于，所述多层控制系统至少包括：第一层控制器和第二层控制器；其中所述第一层控制器被配置为：获取所述电力电子产品根据传感器检测得到的第一状态信号，发送所述第一状态信号至所述第二层控制器；以及接收所述第二层控制器反馈的控制参考信号，基于所述控制参考信号生成所述电力电子产品的控制信号，并输出至所述电力电子产品；所述第二层控制器被配置为：根据所述第一状态信号和模拟所述电力电子产品的模型，获取所述电力电子产品除所述第一状态信号以外的第二状态信号；以及根据所述第一状态信号、所述第二状态信号和所述电力电子产品的控制目标，生成所述控制参考信号，并输出至所述第一层控制器。2.如权利要求1所述的多层控制系统，其特征在于，还包括第三层控制器；其中所述第三层控制器被配置为：根据所述第一层控制器反馈的历史第一状态信号和历史控制信号、所述第二层控制器反馈的历史第二状态信号和历史控制参考信号辨识并优化所述模型的模型参数，并输出所述模型参数至所述第二层控制器；所述第二层控制器还被配置为：基于所接收到的模型参数更新所述模型。3.如权利要求2所述的多层控制系统，其特征在于，所述第三层控制器还被配置为：响应于所述模型参数的变化超出预设阈值，将变化超出预设阈值变化的模型参数发送至所述第一层控制器，以使所述第一层控制器基于所述模型参数诊断所述电力电子产品的硬件状态。4.如权利要求1或2所述的多层控制系统，其特征在于，所述第二层控制器中模拟所述电力电子产品的模型包括：机理模型，和/或，大数据模型；其中所述机理模型为模拟所述电力电子产品的数学物理模型，以基于所述第一状态信号获取所述电力电子产品除所述第一状态信号以外的模拟状态变量为所述第二状态信号；所述大数据模型表征所述电力电子产品的第一状态信号和/或所述模拟状态变量与所述电力电子产品的预期状态变量之间的映射关系，以根据所述第一状态信号和/或所述模拟状态变量输出所述预期状态变量为所述第二状态信号。5.如权利要求4所述的多层控制系统，其特征在于，所述第三层控制器进一步被配置为：辨识并优化所述数学物理模型和/或所述大数据模型的模型参数，并输出所述模型参数至所述第二层控制器。6.如权利要求4所述的多层控制系统，其特征在于，响应于所述模型包括所述机理模型和所述大数据模型，所述第二层控制器进一步被配置为：根据所述第一状态信号和所述机理模型获取所述模拟状态变量；将所述第一状态信号和所述模拟状态变量输入所述大数据模型，以获取所述预期状态变量为所述第二状态信号；以及根据所述大数据模型输出的第二状态信号生成所述控制参考信号。7.如权利要求4所述的多层控制系统，其特征在于，所述多层控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宁，林霖，单忠伟，孔令伟，王振世，马艳丽，李多强，
申请(专利权)人：联合汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：