一種電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制方法，通過采用電流滯環(huán)跟蹤PWM控制來實(shí)時(shí)檢測相電感，根據(jù)相電感值獲知轉(zhuǎn)子位置，并傳給位置控制環(huán)；位置控制環(huán)采對測量的速度量、給定的速度信號和學(xué)習(xí)后的q軸電流信息采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器處理后傳輸給速度控制環(huán)；速度控制環(huán)通過PI調(diào)節(jié)器和重復(fù)控制器將產(chǎn)生的誤差信號與q軸分量的誤差信號一起傳輸給電流控制環(huán)；電流控制環(huán)采用帶有PI調(diào)節(jié)器和重復(fù)控制器相結(jié)合的電流滯環(huán)跟蹤PWM控制技術(shù)，控制逆變器輸出電流的大小。本發(fā)明將無位置傳感器技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、重復(fù)控制以及矢量控制結(jié)合在一起，提高了電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、精確度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了無位置傳感器技術(shù)。
【專利說明】一種電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制方法，尤其涉及一種將無位置傳感器技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、重復(fù)控制以及矢量控制相結(jié)合的控制方法。 【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)汽車的發(fā)展是石油危機(jī)及人們對環(huán)境要求的必然產(chǎn)物。與內(nèi)燃機(jī)汽車相比，電動(dòng)汽車是以車載電源為動(dòng)力，用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪行駛，且滿足道路安全法規(guī)對汽車的各項(xiàng)要求的車輛。制約電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題是一次充電續(xù)駛里程和價(jià)格。目前在車載蓄電池技術(shù)未能突破的條件下，電動(dòng)汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能便成為解決這一關(guān)鍵問題的重要因素。這就要求電動(dòng)汽車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有盡可能高的可靠性及在整個(gè)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)范圍內(nèi)具有盡可能聞的效率。
[0003]由于永磁同步電機(jī)具有高功率密度以及快速、精確的高控制性能，使其成為電動(dòng)汽車的首選。對于這種電機(jī)控制方法的研究一直以來是一個(gè)熱點(diǎn)，例如采用魯棒控制技術(shù)來克服控制系統(tǒng)的各種擾動(dòng)，但這種方法是基于精確模型參數(shù)的控制方法，而永磁同步電機(jī)的模型具有諸多不確定性而且有些參數(shù)難以測量，且電機(jī)需要采用機(jī)械式位置傳感器來檢測電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置，然后機(jī)械式傳感器的存在帶來了許多弊端。智能控制技術(shù)如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、重復(fù)控制等近年來已經(jīng)被研究者應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)控制中，并取得了理想的運(yùn)動(dòng)控制性能，但是目前還沒有將無位置傳感器技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、重復(fù)控制以及矢量控制結(jié)合在一起的技術(shù)用于電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:為了克服電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的在外部干擾影響下系統(tǒng)不穩(wěn)定、控制精度差和動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力低等問題，本發(fā)明提供一種電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制方法，將無位置傳感器技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、重復(fù)控制以及矢量控制結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)無位置傳感器的同時(shí)有效地克服各種擾動(dòng)和不確定性對控制系統(tǒng)的影響，提高電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、精確度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。
[0005]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制方法，通過無位置傳感器、速度控制環(huán)、電流控制環(huán)和反饋信號檢測模塊對電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)進(jìn)行控制，包括如下步驟:
[0007]( I)所述無位置傳感器通過采用電流控制環(huán)跟蹤PWM控制來實(shí)時(shí)檢測電機(jī)的A相
電感4(堯)、B相電感(堯)和C相電感M乏)’然后根據(jù)4(或)、(是)和(堯)的函數(shù)關(guān)系，
計(jì)算動(dòng)子位置角的測量值矣，最后對^?作時(shí)間微分獲得動(dòng)子角速度的測量值務(wù)，將動(dòng)子位
置角的測量值0和動(dòng)子角速度的測量值W傳送給速度控制環(huán)，作為速度控制環(huán)的輸入信號;
[0008](2)所述速度控制環(huán)采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器用于反應(yīng)給定速度、速度誤差以及q軸電流信息對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的作用，將給定速度、速度誤差以及q軸電流信息經(jīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器處理后的信號采用PI調(diào)節(jié)器和重復(fù)控制器相結(jié)合的方法進(jìn)行處
理，輸出q軸給定電流ぐ，將q軸給定電流ぐ傳送給電流控制環(huán)，作為電流控制環(huán)的輸入信號;
[0009](3)所述反饋信號檢測模塊將測定的三相電流信號經(jīng)過park變換abc/dq后得到d軸實(shí)際電流id和q軸實(shí)際電流i,，將id和i,傳送給電流控制環(huán)，作為電流控制環(huán)的輸入
信號;
[0010](4)所述電流控制環(huán)采用帶有PI調(diào)節(jié)器和重復(fù)控制器相結(jié)合的電流滯環(huán)跟蹤PWM
控制，將q軸給定電流V與q軸實(shí)際電流進(jìn)行比較得到q軸電流偏差A(yù) iq,同時(shí)將d軸給
定電流ぐ與采集到的d軸實(shí)際電流id進(jìn)行比較得到d軸電流偏差A(yù)id;對Aiq和Aid使
用重復(fù)控制器進(jìn)行控制，在重復(fù)控制器內(nèi)串聯(lián)低通濾波器Q(S)和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器B(S);將Aiq和A id經(jīng)過park逆變換dq/abc后得到電流偏差A(yù) i，判斷電流偏差A(yù) i是否超過電流偏差最范圍土h，當(dāng)A i超過土h時(shí)，經(jīng)電流滯環(huán)控制器控制三相逆變器對應(yīng)相橋臂的功率器件動(dòng)作，控制三相逆變器輸出電流的大小，從而控制電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。
[0011]所述步驟(4)中，d軸給定電流ぐ=0。
[0012]所述步驟(1)中，A相電感ムバ么)、B相電感4(式)和C相電感4(在)的計(jì)算方法為:
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:通過無位置傳感器、速度控制環(huán)、電流控制環(huán)和反饋信號檢測模塊對電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)進(jìn)行控制，包括如下步驟: (1)所述無位置傳感器通過采用電流控制環(huán)跟蹤PWM控制來實(shí)時(shí)檢測電機(jī)的A相電感4(堯)、B相電感4(含)和C相電感4(或)，然后根據(jù)ん(色)、含)和或)的函數(shù)關(guān)系，計(jì)算動(dòng)子位置角的測量值成，最后對是作時(shí)間微分獲得動(dòng)子角速度的測量值，將動(dòng)子位置角的測量值g和動(dòng)子角速度的測量值《傳送給速度控制環(huán)，作為速度控制環(huán)的輸入信號； (2)所述速度控制環(huán)采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器用于反應(yīng)給定速度、速度誤差以及q軸電流信息對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的作用，將給定速度、速度誤差以及q軸電流信息經(jīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器處理后的信號采用PI調(diào)節(jié)器和重復(fù)控制器相結(jié)合的方法進(jìn)行處理，輸出q軸給定電流，將q軸給定電流ぐ傳送給電流控制環(huán)，作為電流控制環(huán)的輸入信號； (3)所述反饋信號檢測模塊將測定的三相電流信號經(jīng)過park變換abc/dq后得到d軸實(shí)際電流id和q軸實(shí)際電流i,，將id和i,傳送給電流控制環(huán)，作為電流控制環(huán)的輸入信號； (4)所述電流控制環(huán)采用帶有PI調(diào)節(jié)器和重復(fù)控制器相結(jié)合的電流滯環(huán)跟蹤PWM控制，將q軸給定電流ぐ與q軸實(shí)際電流進(jìn)行比較得到q軸電流偏差A(yù) iq,同時(shí)將d軸給定電流ぐ與采集到的d軸實(shí)際電流id進(jìn)行比較得到d軸電流偏差A(yù)id;對Aiq和Aid使用重復(fù)控制器進(jìn)行控制，在重復(fù)控制器內(nèi)串聯(lián)低通濾波器Q(S)和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器B(S);將Aiq和A id經(jīng)過park逆變換dq/a bc后得到電流偏差A(yù) i，判斷電流偏差A(yù) i是否超過電流偏差最范圍土h，當(dāng)A i超過土h時(shí)，經(jīng)電流滯環(huán)控制器控制三相逆變器對應(yīng)相橋臂的功率器件動(dòng)作，控制三相逆變器輸出電流的大小，從而控制電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述步驟(4)中，d軸給定電流し=O。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述步驟(1)中，A相電感ん(乏)、B相電感ら(成)和C相電感4(式)的計(jì)算方法為:


Lu(0r)
純)
しスa.)-R人-もし，dir / dt 其中，V為相電壓，R為定子電阻，E為反電動(dòng)勢。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述步驟(1)中，根據(jù)4(も)、も)和4(在)的函數(shù)關(guān)系，計(jì)算動(dòng)子位置角的測量值ぴ的方法為:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述步驟(2)中，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器采用3層網(wǎng)絡(luò)，分別為輸入層、隱含層和輸出層，輸入層有三個(gè)輸入量，分別為動(dòng)子角速度的給定值、動(dòng)子角速度的測量值&和學(xué)習(xí)后的q軸電流信息iqe ;所述隱含層的輸出函數(shù)為1gsigmoid函數(shù),所述輸出層的輸出函數(shù)為trnsig moid函數(shù)。
【文檔編號】H02P21/14GK103532448SQ201310504836
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】余海濤, 孟高軍, 胡敏強(qiáng), 黃磊, 須晨凱, 張笑薇, 陳中顯, 吳濤, 聞程 申請人:東南大學(xué)