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考虑铁损的电动汽车永磁同步电机驱动系统控制方法技术方案

技术编号:9852661 阅读:82 留言:0更新日期:2014-04-02 17:25
本发明专利技术公开了一种考虑铁损的电动汽车永磁同步电机驱动系统控制方法,针对电动汽车电机在电力驱动及控制系统中存在的非线性问题,为使电机能够快速达到稳定运行的状态,更加适合诸如电动汽车驱动系统等需要快速动态响应的控制对象,基于自适应模糊反步法设计了一种考虑铁损的永磁同步电机驱动系统控制方法。在本发明专利技术中,控制律ud和uq只选取一个自适应参数减少了计算量。本发明专利技术能够有效地解决面向现场的,在参数不确定和有负载转矩扰动的情况下考虑铁损的永磁同步电机的位置跟踪控制问题,使用模糊逻辑系统来逼近未知的非线性项,应用自适应模糊反步法来使跟踪误差趋近于零,可以达到更加准确的控制精度,保证了理想的位置跟踪控制效果。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种,针对电动汽车电机在电力驱动及控制系统中存在的非线性问题,为使电机能够快速达到稳定运行的状态,更加适合诸如电动汽车驱动系统等需要快速动态响应的控制对象,基于自适应模糊反步法设计了一种考虑铁损的永磁同步电机驱动系统控制方法。在本专利技术中,控制律ud和uq只选取一个自适应参数减少了计算量。本专利技术能够有效地解决面向现场的,在参数不确定和有负载转矩扰动的情况下考虑铁损的永磁同步电机的位置跟踪控制问题,使用模糊逻辑系统来逼近未知的非线性项,应用自适应模糊反步法来使跟踪误差趋近于零,可以达到更加准确的控制精度,保证了理想的位置跟踪控制效果。【专利说明】
本专利技术涉及一种电动汽车电机调速控制技术,尤其涉及一种。
技术介绍
电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。最近几年,由于对化石燃料消耗的不断上升和对于环境问题的日益关注,人们对于研究和发展电动汽车的兴趣越来越大。电动汽车的优点在于:一方面实现废气的零排放,即使按所耗电量换算为发电厂的排放量,除硫和微粒外,其它污染物也显著减少;另一方面是噪声低,电动汽车在行驶运行中基本是宁静的,特别适合在需要降低噪声污染的城市道路上行驶;第三方面,电动汽车具有高能效、结构简单、经久耐用以及维修方便等特点。电动汽车包括电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统和完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心部分,也是区别于内燃机汽车的最大不同点。应用在电动汽车上的电机驱动系统具有较高的起动转矩,从静止不动到高速运行的宽工作电压范围,除此之外,还要求其在所有速度范围内都具有高效率,因此对电机控制的性能直接影响汽车的性能指标和安全性。尽管各种不同结构的电机都可以用于电动汽车,然而永磁同步电机与其它电机诸如感应电机和直流电机相比具有功率密度高、可靠性强、功率因数高、转矩惯量比大和使用寿命更长的优点,使得永磁同步电机在高性能电动汽车中应用广泛。由于永磁同步电机的动态数学模型具有非线性度高、多变量的特点,因此在电动汽车上永磁同步电机需要一套更复杂的控制方法。为满足工业上对于电动汽车更高的应用要求,提出了模糊逻辑控制、反步法控制和滑模控制等基于最近现代控制理论的控制策略。所有的这些方法都假定可以得到动态系统方程。反步法是一种控制具有不确定性、非线性的系统,尤其是那些不满足给定条件的系统的方法,传统的反步法已经被成功的应用到了对永磁同步电机的控制上。反步法最大的优点是可以用虚拟控制变量简化原始的高阶系统,从而最终的输出结果可以通过合适的Lyapunov方程来自动的得到。反步法控制主要是通过在Lyapunov方程中插入位置跟踪误差的积分来实现的。在参数变化和负载转矩扰动的作用下,跟踪误差会趋近于零。为了应对负载转矩扰动、参数的不确定性、定子电感和电阻,惯性和粘性摩擦的影响,将自适应反步法应用于永磁同步电机的位置跟踪控制。尽管系统参数和一般的参数值不同,但是控制系统可以很好的完成对参考位置的控制。在研究中已经验证该方法使得位置误差渐近的趋近于零且利用一个Lyapunov函数的合适参数来实现反步法和非线性自适应状态反馈。通过消除负载转矩和定子电阻的影响来完成基于自适应模糊反步法的控制方法的设计。当系统被参数不确定性和负载转矩扰动干扰的时候,从研究中很容易得到结论:所采用的基于自适应模糊反步法设计的控制方法很适合用于永磁同步电机驱动系统的位置跟踪控制。铁磁损耗能够降低发电电压的频率和大小,它可以被看作是一个与数值成比例的、附加的负载。当铁损被包含在永磁同步电机的模型中时,它通常被一个等效铁损电阻来表示,等效铁损电阻的阻值是与空气隙电压成正比或者是常数值。然而在实际电机中,铁损随着同步频率和磁通而变化,由于考虑铁损会不可避免的使永磁同步电机的模型更加复杂,为了方便起见,铁损通常被忽略不计。但是即使在铁损很小的永磁同步电机中,铁损的影响也不是小到可以忽略不计,所以忽略铁损有时会导致很严重的错误。对于运行在基本速度区域的永磁同步电机来说,磁通的值等于标称值,是一个常数,而不是当运行在弱磁区时,磁通的值低于标称值。在生产过程中,受冲压、互锁和收缩拟合等的影响,导致施加在铁芯上的压力和铁芯的磁性特征与材料本身的性能不同,从而可能会导致电机铁损的估计值与测量值不同。
技术实现思路
针对现有技术中电动汽车在电力驱动和控制系统中存在非线性的不足,本专利技术提出了一种,该控制方法是面向现场的,使用模糊逻辑系统来逼近未知的非线性项,应用自适应模糊反步法技术来使跟踪误差趋近于零,能够有效地解决在参数不确定和有负载扰动的情况下考虑铁损的永磁同步电机的位置跟踪控制的问题。为了实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案:考虑铁损的电动汽车永磁同步 电机驱动系统控制方法,包括如下步骤:a、建立考虑铁损的永磁同步电机的动态数学模型建立包含动态电气特性和机械特性的考虑铁损的永磁同步电机六阶d_q轴动态数学模型:【权利要求】1.,其特征在于,包括如下步骤: a、建立考虑铁损的永磁同步电机的动态数学模型 建立包含动态电气特性和机械特性的考虑铁损的永磁同步电机六阶d_q轴动态数学模型: 【文档编号】H02P6/16GK103701371SQ201310682906【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月13日 优先权日:2013年12月13日 【专利技术者】于金鹏, 于海生, 马玉梅, 山炳强, 李伟 申请人:青岛大学本文档来自技高网
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【技术保护点】
考虑铁损的电动汽车永磁同步电机驱动系统控制方法,其特征在于,包括如下步骤:a、建立考虑铁损的永磁同步电机的动态数学模型建立包含动态电气特性和机械特性的考虑铁损的永磁同步电机六阶d‑q轴动态数学模型: dΘ dt = ω dω dt = n p λ PM J i oq - T L J di oq dt = R c L mq i q - R c L mq i oq - n p L d L mq ωi od - n p λ PM L mq ω di ...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:于金鹏于海生马玉梅山炳强李伟
申请(专利权)人:青岛大学
类型:发明
国别省市:山东;37

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