一种基于自动化台架的快速自动标定方法、系统和控制器技术方案

本发明专利技术公布了一种基于自动化台架的快速自动标定方法、系统和控制器。通过台架给定基速下一固定转速，按照设定步长输入直轴电流和交轴电流指令，控制器端采集直轴电压、交轴电压和电机温度等信号，并将所采集数据及电流点数据通过CAN发送至台架端。台架端采集被测电机扭矩，连同控制器发回的数据存储在数据库中。提取台架数据库标定数据进行数据处理，通过电压

【技术实现步骤摘要】
一种基于自动化台架的快速自动标定方法、系统和控制器


[0001]本专利技术涉及新能源汽车测试领域，具体涉及一种永磁同步电机的台架自动标定方法、系统和控制器。

技术介绍

[0002]永磁同步电机作为新能源汽车应用最广泛的驱动电机类型，具有能量密度大、易控制、损耗低等优点。当前对永磁同步电机主流的控制方法是查表法，即采用标定的电流
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转矩
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转速数据，通过查表获得所需电流进行控制。因此电机标定是电机控制必不可少的过程，标定过程的效率和标定数据的准确性是标定技术的关键。
[0003]当前一般采用手动标定方式，即手动给定Id、Iq，记录不同转速下的转矩，遍历所有转速。这种方式花费时间长，手动记录的数据有一定的误差，还会因为手动给定出错导致一些不必要的风险。因此电机自动标定技术应运而生。
[0004]传统的自动标定方法，采用控制器自动给定电流，遍历所有转速。该方法比人工方式效率高，但仍需要一定量的时间。而且在数据记录方面一般采用人工记录数据或者由控制器端记录电流电压数据，测功机端记录扭矩数据，对后期数据处理造成极大不便。另外，由于温度对磁链的影响以及扭矩传感器的精度问题，往往导致标定数据不准确。
[0005]因此，提供一种快速自动标定方法、系统和控制器，实现快速高效标定，准确处理修正数据，是标定领域面临的一大难题。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题有以下几点：标定全转速花费时间长，数据记录方式效率低，数据处理精确度不高。为解决上述几点，本专利技术提出一种快速自动标定方法、系统和控制器，实现快速标定，高效存储和准确处理修正数据。
[0007]为实现上述目标，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种基于自动化台架的永磁同步电机自动标定方法，所述方法包括：
[0009]台架测功机转速控制，为被测电机提供一个接近并小于基速的恒定转速，该速度越接近于基速，标定数据越准确；
[0010]控制器采用电流闭环控制电机运行，根据预设好的电流表格自动给定直轴电流、交轴电流指令；
[0011]设定电流步长，可根据被测电机电流参数进行调整，所述电流步长越小，采集的数据点越多，标定数据越准确；
[0012]标定使能标志位由0给定1，控制器开始自动标定过程；
[0013]运行过程中采集电机温度、IGBT模块温度并进行逻辑判断，如温度在阈值以内且无其他故障，则每一个电流点稳定运行5s，运行完成并按照预设电流步长增加直轴给定电流、交轴给定电流；
[0014]若所述电机温度或IGBT温度超过阈值，控制器停机；
[0015]待所述电机温度、IGBT温度降至阈值以内，控制器运行，且继续上一电流点工作；
[0016]标定过程中，可在任意时刻进行暂停操作，标定使能标志位由1变为0。
[0017]标定过程中控制器采集直轴电流指令数据集、交轴电流指令数据集、直轴电压数据集、交轴电压数据集、电机温度数据集、IGBT 温度数据集；
[0018]通过数据传输模块将所述信号传递至台架端；
[0019]台架端测功机扭矩传感器采集被测电机输出的扭矩数据集；
[0020]台架端将控制器传输的数据集和台架采集的扭矩数据集记录至台架数据库；
[0021]运行完成所有电流指令，控制器停机，完成标定数据的采集；
[0022]提取台架数据库标定数据进行数据处理，通过电压
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转矩补偿法和复合磁链法得到全域电流表和全域电感表。
[0023]全域电流表用于电流查表控制，全域电感表用于前馈解耦控制。
[0024]根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种基于自动化台架的永磁同步电机自动标定系统，所述系统包括：
[0025]自动标定使能模块：实现自动标定功能的启动和暂停；
[0026]电流给定模块：根据电机及电机控制器的参数特性，设定全电流表格，表格覆盖电流极限圆全域。设定步长变量，实现可标定步长输入；
[0027]温度检测模块：实时监测电机和电机控制器IGBT的温度，标定过程中，电机温度上升最快，电机控制器其次，需要根据温度进行控制；
[0028]数据传输模块：该模块将控制器端采集的电机温度、控制器IGBT温度、直轴电压、交轴电压、直轴电流、交轴电流通过DBC文件和Can卡传到台架端；
[0029]扭矩测量模块：由自动化台架测功机提供负载和扭矩传感器，测量被测电机的输出扭矩；
[0030]标定数据存储模块：由自动化台架提供数据库，将控制器传送的电机温度、控制器IGBT温度、直轴电压、交轴电压、直轴电流、交轴电流等数据同测功机测量的扭矩数据记录至台架上位机数据库；
[0031]数据处理模块：由数据处理脚本组成，通过电压
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转矩补偿法和复合磁链法对标定数据进行处理；
[0032]根据本申请实施例的第三个方面，提供了一种永磁同步电机自动标定控制器，所述控制器集成自动标定算法、温度检测模块、数据传输模块、故障诊断模块。
[0033]本专利技术所达到的有益效果如下：相比较传统标定方式，本专利技术所述整个标定过程只需要测试一个转速下的数据，大大提高了标定效率；自动标定算法可靠性高，采集数据准确可靠；由自动化台架统一记录并存储所有标定数据，简化数据存储流程，方便提取数据；通过电压
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转矩补偿法和复合磁链法进行数据处理，减小了数据误差。
附图说明
[0035]图1是本专利技术实施例提供的一种基于自动化台架的快速自动标定系统的结构示意图；
[0036]图2是本专利技术实施例提供的一种基于自动化台架的快速自动标定方法的步骤流程
图；
[0037]图3是本专利技术实施例提供的一种基于自动化台架的快速自动标定方法的等转矩线、等转速线、电流极限圆曲线、MTPA曲线、MTPV 曲线；
[0038]以下对附图作补充说明：曲线1
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MTPA曲线，曲线2
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MTPV曲线，曲线3
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电流极限圆曲线，曲线4
‑ꢀ
等转矩线，曲线5
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等转速线。
具体实施方式
[0039]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0040]图1中示出了根据本申请实施例的一种基于自动化台架的自动标定系统，具体包括：
[0041]自动标定使能模块10：实现自动标定功能的启动和暂停；
[0042]电流给定模块20：根据电机及电机控制器的参数特性，设定全电流表格，表格覆盖电流极限圆全域。设定步长变量，实现可标定步长输入；
[0043]温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自动化台架的快速自动标定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一:台架测功机给定基速下一固定转速,电机控制器按照预设电流网格给定直轴电流和交轴电流；步骤二:运行过程中，控制器依据采集的电机温度和IGBT温度判断运行状态，如过温则电机停机，待温度降低至阈值以下继续上一电流点自动运行；步骤三:控制器端通过CAN将电流点数据Id、Iq，电压数据Ud、Uq，电机温度数据Temp_motor发送至台架，台架端连同采集的扭矩数据Torque自动存储至台架数据库；步骤四:从台架数据库导出标定数据，采用电压
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转矩补偿法和复合磁链法处理修正数据，生成全转速范围下的电流数据表格。2.根据权利要求1所述的一种快速自动标定方法，其特征在于，需要测试一个低于且接近基速下的转速对应的标定数据，得到全转速域标定数据。3.根据权利要求1所述的一种快速自动标定方法，其特征在于，采用电流闭环控制电机运行，根据预设好的电流表格自动给定直轴电流、交轴电流指令。4.根据权利要求1所述的一种快速自动标定方法，其特征在于，运行过程中采集电机温度、IGBT模块温度并进行逻辑判断。5.根据权利要求1所述的一种快速自动标定方法，其特征在于，所述标定数据发送至台架具体过程如下：1)定制数据传输的DBC文件，该文件包括上述所采集数据信号及控制器标定状态标志位信号Current_state；所述Current_state标志位有三种状态，分别为暂停状态，标定运行状态，过温状态；2)控制器通过Can总线将上述信号发出；3)自动化台架端加载上述DBC文件，设置采样周期，实现对Can信号报文的解析；4)在自动台架上位机中，可以对其运行脚本进行编辑，选择从控制器接收到的信号变量，定义为可存储变量，并建立对应工程；5)启动标定程序，控制器端自动发送数据，台架端将数据接收并存储，数据被有序存储在台架上位机数据库中，以excel表格形式导出。6.根据权利要求5所述的一种快速自动标定方法，其特征在于，自动标定程序运行过程中，每一个电流点运行5s；所述步骤3中采样周期为100ms。7.根据权利要求1所述的一种快速自动标定方法，其特征在于，对标定数据采用电压
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转矩补偿法和复合磁链法进行处理。电压
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转矩补偿法通过公式推导，对直轴电压、交轴电压进行线性拟合，得到补偿后的电压和转矩；复合磁链法通过对磁链进行计算，规避了其他因素对磁链的影响，得到全转速范围的电流表数据。8.根据权利要求1所述的一种快速自动标定方法，其特征在于，所述标定数据处理步骤具体如下：1)根据Current_state标志位筛选标定数据，保留Current_state标志位为标定运行状态的数据为原始标定数据；2)去除奇异点，对标定电流点数据进行奇异点识别，去除偏差较大的电流点数据；
3)平均值化，对每一个电流点数据进行识别、取平均值操作；4)由于直轴电压、交轴电压的控制值与实际值有一定的偏差，可以通过电压
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转矩补偿法对直轴电压、交轴电压进行处理补偿：系数假设为α和β，则有：系数假设为α和β，则有：如上述等式，直轴电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，赵悦，赵飞翔，国玉刚，
申请(专利权)人：中国重汽集团济南动力有限公司，
类型：发明
国别省市：