用于实现峰值扭矩的马达控制系统技术方案

本发明专利技术涉及用于实现峰值扭矩的马达控制系统。在马达控制器中，修正的内插值技术采用上边界表中的外插值扭矩指令来改进一些条件下的扭矩线性。当扭矩指令输入大于第一查询表的最大扭矩极限值但小于第二相邻查询表的最大扭矩极限值时，通过在第一表的最大扭矩极限值与第二查询表的修正扭矩值之间内插值来计算期望电流指令，其中修正扭矩值通过基于所述扭矩指令输入的扭矩值从所述第一查询表的最大扭矩极限值进行外插值来确定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及马达驱动器控制系统，且更具体地涉及用于优化马达在高于基 准速度运行时的峰值扭矩的方法。
技术介绍
一种用于马达控制系统的常用结构包括存储用于多个输入DC电压的定子电流指 令表。然后，对于给定的DC电压，电流指令可从合适的查询表来确定。在输入电压位于两 个预存储表之间的情况下，采用内插值法来确定正确的电流指令。然而，在接近峰值扭矩的 一些情形中，仅在上边界表中可获得有效的运行指令。这发生在扭矩指令超过下Vdc表的 峰值扭矩极限值时。在这种情形中，内插值法会出现误差。更具体地，图1示出了典型的AC马达驱动控制系统100的框图。控制系统100通 常包括采用输入102的一组查询表104、同步坐标电流调节块106、同步-固定变换块108、 两相-三相变换块110、三相电压源逆变器112、三相-两相变换块116以及固定-同步变 换块114，所有这些构造成所示的闭环，其中逆变器112联接到PM马达118。解析器120和 相关的解析器_数字转换器122供给到块108和114中。这些功能块是本领域已知的，故 不需要在此详细说明。为了在大范围的预期DC链路电压和马达速度内获得最佳性能，电流指令信息常 常被离线计算并存储。在该情形中，用于同步坐标电流调节器106的电流指令被存储在二 维查询表104中。每个表中的索引是扭矩和速度。常规马达控制结构具有用于不同DC电 压(例如，150，200，250，300，350，400V等)的多个表。但是，当实际电压位于场弱化区域中 的两个表之间时，可能出现问题。例如，图2表示在两个不同电压(在该情形中，300V和350V)的马达扭矩极限值。如 果实际DC电压是325V，那么扭矩指令是125Nm，且速度是Ii1，如图所示。由于指令超过300V的 扭矩极限值，所以该系统被迫计算在受限水平Pl(IOONm)处的300V指令。根据350V表，由于指 令小于极限值(P4)，所以该系统计算在期望水平p2处的数据。接着，基于电压在两个结果之间 进行线性内插值。因为325V位于300和350V的中间，所以该系统会将两个结果大致平均，并在 P 1和P2之间的某处p3结束。但是，由于曲线的非线性性质，正确结果实际上在p2处。这也在图3中示出，图3是在固定速度Ii1的扭矩-Vdc时的曲线图。在此，pi和p4 表示用于边界DC电压(300V和350V)的最大扭矩值。常规算法会在点304返回结果，而期 望点是302。因此，期望的是提供一种改进的马达驱动控制系统算法，该算法能够对Vdc更好 地内插值。本专利技术的附加期望特征和特性从后述的详细说明和所附权利要求书结合附图、 前述
和
技术介绍
将显而易见。
技术实现思路
根据本专利技术，一种修正的内插值技术总体上 使用上边界表中的外插值扭矩指令来改进某些条件下的扭矩线性。根据各种实施例的系统和方法包括接收扭矩指令输入、马达速度输入和电压输 入；访问多个查询表，每个查询表对应于电压输入的相邻值，每个查询表具有相关的最大扭 矩极限值，且每个查询表包括由马达速度输入和扭矩指令输入的值所索引的电流指令的二 维阵列；从一组运行条件中确定适用的运行条件，其中适用的运行条件对应于第一条件，在 该第一条件中扭矩指令输入大于第一查询表的最大扭矩极限值但是小于第二相邻查询表 的最大扭矩极限值；通过在第一表中的最大扭矩极限值与第二查询表中的修正扭矩值之间 内插值来计算期望的电流指令，其中修正扭矩值通过基于扭矩指令输入的扭矩值从第一查 询表中的最大扭矩极限值外插值来确定；以及，根据期望电流指令来控制电动马达。方案1 一种马达控制系统，包括 电动马达；控制系统，所述控制系统联接到所述电动马达且配置成接收扭矩指令输入、马达 速度输入和电压输入；多个查询表，每个查询表对应于所述电压输入的相邻值，每个查询表具有相关最 大扭矩极限值，且每个查询表包括由所述马达速度输入和所述扭矩指令输入的值索引的电 流指令的二维阵列；其中所述控制系统配置成根据所述电流指令控制所述电动马达；其中所述控制系统配置成从一组运行条件来确定适用的运行条件并确定相应期 望电流指令；其中运行条件中的一个对应于第一条件，在所述第一条件中所述扭矩指令输入大 于第一查询表的最大扭矩极限值但小于第二相邻查询表的最大扭矩极限值，且其中，通过 在所述第一表的最大扭矩极限值与所述第二查询表的修正扭矩值之间进行内插值来计算 所述相应期望电流指令；其中所述修正扭矩值通过基于所述扭矩指令输入的扭矩值从所述第一表的最大 扭矩极限值进行外插值来确定。方案2 根据方案1所述的马达控制系统，其中，该组运行条件还包括第二条件，在 所述第二条件中，所述扭矩指令输入小于所述第一查询表的最大扭矩极限值而小于所述第 二查询表的最大扭矩极限值。方案3 根据方案2所述的马达控制系统，其中，在确定所述适用的运行条件是所 述第二运行条件之后，所述控制系统配置成通过在所述第一查询表与所述第二查询表之间 内插值来计算所述期望电流指令。方案4 根据方案2所述的马达控制系统，其中，该组运行条件还包括第三条件，在 所述第三条件中，所述扭矩指令输入大于所述第一查询表的最大扭矩极限值且大于所述第 二查询表的最大扭矩极限值。方案5 根据方案4所述的马达控制系统，其中，在确定所述适用的运行条件是所 述第三运行条件之后，所述控制系统配置成通过在所述第一查询表的最大扭矩极限值与所 述第二查询表的最大扭矩极限值之间内插值来计算所述期望电流指令。方案6 根据方案3所述的马达控制系统，其中，所述控制系统配置成使用下述关 系式来计算所述期望电流指令 其中，VLow对应于所述第一查询表，VHigh对应于所述第二查询表，pi是在\ 且用于 该电压的最大扭矩极限值处的运行点，px是在VHigh处用来索引所述第二查询表的运行点， T(pl)是在pi处的扭矩值，以及T(px)在px处的扭矩值。方案7 —种控制电动马达的方法，包括接收扭矩指令输入、马达速度输入和电压输入；访问多个查询表，每个查询表对应于所述电压输入的相邻值，每个查询表具有相 关最大扭矩极限值，且每个查询表包括由所述马达速度输入和所述扭矩指令输入的值索引 的电流指令的二维阵列；从一组运行条件确定适用的运行条件，其中所述适用的运行条件对应于第一条 件，在所述第一条件中所述扭矩指令输入大于第一查询表的最大扭矩极限值但小于第二相 邻查询表的最大扭矩极限值，通过在所述第一表的最大扭矩极限值与所述第二查询表的修正扭矩值之间进行 内插值来计算所述期望电流指令，且其中，所述修正扭矩值通过基于所述扭矩指令输入的 扭矩值从所述第一查询表的最大扭矩极限值外插值来确定；以及根据所述期望电流指令控制所述电动马达。 方案8 根据方案7所述的方法，其中，该组运行条件还包括第二条件，在所述第二 条件中，所述扭矩指令输入小于所述第一查询表的最大扭矩极限值而小于所述第二查询表 的最大扭矩极限值。方案9 根据方案8所述的方法，其中，在确定所述适用的运行条件是所述第二运 行条件之后，所述控制系统配置成通过在所述第一查询表与所述第二查询表之间内插值来 计算所述期望电流指令。方案10 根据方案8所述的方法，其中，该组运行条件还包括第三条件，在所述第 三条件中，所述扭矩指本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种马达控制系统，包括：电动马达；控制系统，所述控制系统联接到所述电动马达且配置成接收扭矩指令输入、马达速度输入和电压输入；多个查询表，每个查询表对应于所述电压输入的相邻值，每个查询表具有相关最大扭矩极限值，且每个查询表包括由所述马达速度输入和所述扭矩指令输入的值索引的电流指令的二维阵列；其中所述控制系统配置成根据所述电流指令控制所述电动马达；其中所述控制系统配置成从一组运行条件来确定适用的运行条件并确定相应期望电流指令；其中运行条件中的一个对应于第一条件，在所述第一条件中所述扭矩指令输入大于第一查询表的最大扭矩极限值但小于第二相邻查询表的最大扭矩极限值，且其中，通过在所述第一表的最大扭矩极限值与所述第二查询表的修正扭矩值之间进行内插值来计算所述相应期望电流指令；其中所述修正扭矩值通过基于所述扭矩指令输入的扭矩值从所述第一表的最大扭矩极限值进行外插值来确定。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：SE舒尔茨，BH裴，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]