电动马达控制的方法和装置制造方法及图纸

一种用于电动马达控制的方法和设备，包括在d

【技术实现步骤摘要】
电动马达控制的方法和装置


本主题公开涉及马达的改进模型预测控制，特别是关于改进在抑制磁交叉耦合效应方面的性能。

技术介绍

电动车辆(EV)和混动电动车辆(HEV)(即电动化车辆)可包括电动推进系统，该电动推进系统包括一个或多个电动驱动单元，其包括电动牵引马达。流行的马达控制方法包括磁场定向控制和直流扭矩控制。随着计算能力的提高，人们对马达的模型预测控制也产生了兴趣。模型预测控制因其处理复杂的多变量控制问题的能力而受到赞赏，多变量控制问题包括在需要宽工作范围、频繁扭矩输出调整、稳态运行持续时间、快速动态响应和高效率的应用中的高性能牵引马达控制。熟悉的正交(直轴和交轴)电流和电压域控制已证明适用于采用成本函数最小化的模型预测技术，以成功跟踪正交电流。牵引马达(包括永磁电机和感应电机)通常在直轴和交轴之间表现出磁交叉耦合，这可能会对马达扭矩跟踪性能产生负面影响，导致扭矩响应衰减和扭矩过冲形式的扭矩扰动。本主题公开涉及马达的改进模型预测控制，特别是关于改进在抑制磁交叉耦合效应方面的性能。

技术实现思路

在一个示例性实施例中，一种用于控制电动马达的装置可以包括功率逆变器以及马达控制器。功率逆变器被耦合到电动马达的多相定子绕组，马达控制器包括模型预测控制器、变换模块和脉冲宽度生成模块。模型预测控制器在d
‑
q参考坐标系(frame)中操作以提供抵消电动马达内的磁交叉耦合的d
‑
q参考坐标系电压命令信号(v
q
,v
d
)。变换模块接收d
>‑
q参考坐标系电压命令信号(v
q
,v
d
)并生成固定参考坐标系电压命令信号(v
abc
)。脉冲宽度生成模块基于固定参考坐标系信号(v
abc
)来控制功率逆变器。除了本文描述的一个或多个特征之外，模型预测控制器可以包括输出成本函数电压信号的成本函数模块，以及用于成本函数电压信号的前馈调整(v
qff
,v
dff
)以提供抵消电动马达内的磁交叉耦合的d
‑
q参考坐标系电压命令信号(v
q
,v
d
)。除了本文描述的一个或多个特征之外，模型预测控制器可以包括输出成本函数电压信号的成本函数模块，以及用于成本函数电压信号的反馈调整(v
qfb
,v
dfb
)以提供抵消电动机内的磁交叉耦合的d
‑
q参考坐标系电压命令信号(v
q
,v
d
)。除了本文描述的一个或多个特征之外，模型预测控制器可包括成本函数模块，其输出d
‑
q参考坐标系电压命令信号(v
q
,v
d
)，以根据预定的马达电压参考(v
dref
,v
qref
)内部强制抵消d
‑
q轴电压偏差。
除了本文描述的一个或多个特征之外，用于成本函数电压信号的前馈调整(v
qff
,v
dff
)可由前馈调整模块通过数学计算提供。除了本文描述的一个或多个特征之外，用于成本函数电压信号的反馈调整(v
qfb
,v
dfb
)可由反馈调整模块通过数学计算提供。除了本文描述的一个或多个特征之外，用于成本函数电压信号的前馈调整(v
qff
,v
dff
)可由前馈调整模块通过预定义数据集提供。除了本文描述的一个或多个特征之外，用于成本函数电压信号的反馈调整(v
qfb
,v
dfb
)可由反馈调整模块通过预定义数据集提供。除了本文描述的一个或多个特征之外，预定义数据集可由d
‑
q轴马达电流命令和d
‑
q轴马达电流(i
q
,i
d
)之一参考。除了本文描述的一个或多个特征之外，预定义数据集可由d
‑
q轴马达电流(i
q
,i
d
)参考。除了本文描述的一个或多个特征之外，模型预测控制器还可以包括被应用于前馈调整(v
qff
,v
dff
)的一阶滤波器。在另一个示例性实施例中，一种用于控制包括多相定子绕组的电动马达的方法可以包括在d
‑
q参考坐标系中根据电动马达的成本函数操作模型预测控制器，来提供d
‑
q参考坐标系电压命令信号(v
q
,v
d
)以抵消电动马达内的磁交叉耦合。将d
‑
q参考坐标系电压命令信号(v
q
,v
d
)变换为固定参考坐标系电压命令信号(v
abc
)，并基于该固定参考坐标系信号(v
abc
)控制被耦合到电动马达的多相定子绕组的功率逆变器。除了本文描述的一个或多个特征之外，基于固定参考坐标系电压命令信号(v
abc
)控制被耦合到电动马达的多相定子绕组的功率逆变器可以包括向脉冲宽度生成模块提供固定参考坐标系电压命令信号(v
abc
)，基于所述固定参考坐标系电压命令信号(v
abc
)生成开关矢量信号(S
abc
)，以及基于所述开关矢量信号(S
abc
)控制被耦合到电动马达的多相定子绕组的功率逆变器。除了本文描述的一个或多个特征之外，在d
‑
q参考坐标系中根据电动马达的成本函数操作模型预测控制器以提供抵消电动马达内的磁交叉耦合的d
‑
q参考坐标系电压命令信号(v
q
,v
d
)可以包括输出成本函数电压信号以及用前馈调整(v
qff
,v
dff
)调整成本函数电压信号以提供抵消电动马达内的磁交叉耦合的d
‑
q参考坐标系电压命令信号(v
q
,v
d
)。除了本文描述的一个或多个特征之外，在d
‑
q参考坐标系中根据电动马达的成本函数操作模型预测控制器以提供抵消电动马达内的磁交叉耦合的d
‑
q参考坐标电压命令信号(v
q
,v
d
)可以包括输出成本函数电压信号以及用反馈调整(v
qfb
,v
dfb
)调整成本函数电压信号以提供抵消电动马达内的磁交叉耦合的d
‑
q参考坐标系电压命令信号(v
q
,v
d
)。除了这里描述的一个或多个特征之外，在d
‑
q参考坐标系中根据电动马达的成本函数来操作模型预测控制器以提供抵消电动马达内的磁交叉耦合的d
‑
q参考坐标系电压命
令信号(v...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于控制电动马达的装置，包括：功率逆变器，其被耦合到所述电动马达的多相定子绕组；以及马达控制器，其包括：模型预测控制器，所述模型预测控制器在d
‑
q参考坐标系中操作以提供d
‑
q参考坐标系电压命令信号(v
q
,v
d
)，所述d
‑
q参考坐标系电压命令信号(v
q
,v
d
)抵消所述电动马达内的磁交叉耦合；变换模块，所述变换模块接收所述d
‑
q参考坐标系电压命令信号(v
q
,v
d
)并生成固定参考坐标系电压命令信号(v
abc
)；以及脉冲宽度生成模块，所述脉冲宽度生成模块基于所述固定参考坐标系电压命令信号(v
abc
)来控制所述功率逆变器。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述模型预测控制器包括：成本函数模块，其输出成本函数电压信号以及用于所述成本函数电压信号的前馈调整(v
qff
,v
dff
)，以提供所述d
‑
q参考坐标系电压命令信号(v
q
,v
d
)，其抵消所述电动马达内的所述磁交叉耦合。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述模型预测控制器包括：成本函数模块，其输出成本函数电压信号以及用于所述成本函数电压信号的反馈调整(v
qfb
,v
dfb
)，以提供所述d
‑
q参考坐标系电压命令信号(v
q
,v
d
)，其抵消所述电动马达内的所述磁交叉耦合。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：YY王，L郝，R龙，B曹，
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：