本發(fā)明涉及電動場地車控制方法,尤其是涉及永磁同步電機驅(qū)動的電動場地車控制方法。
背景技術(shù):
場地車廣泛用于設(shè)備搬運、貨物調(diào)配等轉(zhuǎn)運場地。以純電動驅(qū)動替代柴油或汽油發(fā)動機作為場地車的驅(qū)動裝置具有顯著優(yōu)點,即可以保護環(huán)境,又可以緩解能源短缺和調(diào)整能源結(jié)構(gòu),保障能源安全。場地車采用電動汽車驅(qū)動電機控制方式,即以油門踏板控制電流的方式來實現(xiàn)控制場地車的行走速度與出力大小,但是,電動汽車驅(qū)動電機控制方式多采用轉(zhuǎn)矩控制模式,而場地車作為一種特殊車輛,其行走與工作是兩個分開的過程,需要在停止行走的時候驅(qū)動電機具有一定的轉(zhuǎn)速,以保證場地車能夠完成托舉作業(yè),因此場地車在停止行走的時候需要有一定的怠速,但目前的以轉(zhuǎn)矩控制模式來控制電機很難實現(xiàn)這一功能。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明目的在于提供一種永磁同步電機驅(qū)動的電動場地車控制方法。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采取下述技術(shù)方案:
本發(fā)明所述永磁同步電機驅(qū)動的電動場地車控制方法,包括下述步驟:
第一步、電機控制器啟動,所述永磁同步電機上電,主控處理器初始化,進入ad采樣中斷;
第二步、所述主控處理器獲取傳感器采集到的所述永磁同步電機轉(zhuǎn)子位置、轉(zhuǎn)速信息;
第三步、所述主控處理器對所述傳感器采集到的所述永磁同步電機的轉(zhuǎn)速與油門踏板的輸入?yún)⒖嫁D(zhuǎn)速進行比較計算,得到速度偏差及偏差率;
第四步、速度分段式pid控制單元根據(jù)所述速度偏差及偏差率選擇相應(yīng)的控制參數(shù)并進行計算,得到需要調(diào)節(jié)的參考電流值;
第五步、電流pid調(diào)節(jié)器對采集到的電流值與所述參考電流值進行比較計算,再經(jīng)svpwm算法調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速。
所述速度分段pid控制單元由電子分段開關(guān)和多個速度環(huán)pid控制器構(gòu)成,所述電子分段開關(guān)的控制信號輸入端與所述主控處理器的轉(zhuǎn)速控制信號輸出端連接,電子分段開關(guān)的控制信號輸出端根據(jù)所述速度偏差及偏差率,選擇與不同的pid控制參數(shù)的所述速度環(huán)pid控制器的控制信號輸入端連接。
本發(fā)明優(yōu)點體現(xiàn)為:
1、以分段pid控制方法與常規(guī)pid控制器相結(jié)合,既避免了智能控制方法的復(fù)雜冗余計算,同時又克服了常規(guī)pid控制器控制參數(shù)不可調(diào)的缺點。
2、分段式pid控制方法在具體編程實現(xiàn)中較智能控制算法更簡單,不需要建立復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫,只需要根據(jù)具體要求建立參數(shù)數(shù)組即可。
3、滿足了電動場地車所要求的永磁同步電機啟動后平穩(wěn)到達怠速的速度值,保證了整車運行過程的穩(wěn)定性。
附圖說明
圖1是本發(fā)明所述的速度分段式pid控制原理框圖。
圖2是本發(fā)明永磁同步電機的電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖。
圖3是本發(fā)明速度調(diào)節(jié)ad中斷服務(wù)程序流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細說明,本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施,給出了詳細的實施方式和具體的操作過程,但本發(fā)明的保護范圍不限于下述實施例。
如圖1-3所示,本發(fā)明所述永磁同步電機驅(qū)動的電動場地車控制方法,包括下述步驟:
第一步、電機控制器啟動,所述永磁同步電機上電,主控處理器初始化,進入ad采樣中斷;
第二步、所述主控處理器獲取傳感器采集到的所述永磁同步電機轉(zhuǎn)子位置、轉(zhuǎn)速信息;
第三步、所述主控處理器對所述傳感器采集到的所述永磁同步電機的轉(zhuǎn)速與油門踏板的輸入?yún)⒖嫁D(zhuǎn)速進行比較計算,得到速度偏差及偏差率;
第四步、速度分段式pid控制單元根據(jù)所述速度偏差及偏差率選擇相應(yīng)的控制參數(shù)并進行計算,得到需要調(diào)節(jié)的參考電流值;
第五步、電流pid調(diào)節(jié)器對采集到的電流值與所述參考電流值進行比較計算,再經(jīng)svpwm算法調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速。
所述速度分段pid控制單元由電子分段開關(guān)和多個速度環(huán)pid控制器構(gòu)成,所述電子分段開關(guān)的控制信號輸入端與所述主控處理器的轉(zhuǎn)速控制信號輸出端連接,電子分段開關(guān)的控制信號輸出端根據(jù)所述速度偏差及偏差率,選擇與不同的pid控制參數(shù)的所述速度環(huán)pid控制器的控制信號輸入端連接。
本發(fā)明工作原理簡述如下:
本發(fā)明采取分段式pid控制方法,即在不同的階段中,采用不同的控制參數(shù)。同時利用主控處理器對多傳感器信號的高速處理性能,對采集得到的速度值和電流數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)參考值進行比較分析,得出需要給定的電流值,并采用高頻脈寬調(diào)制技術(shù)調(diào)節(jié)電機中繞組電流,達到實現(xiàn)對永磁同步電機速度的調(diào)節(jié)。
主控處理器將給定轉(zhuǎn)速信號nqref,與檢測的轉(zhuǎn)速信號n求差,根據(jù)偏差值,選擇不同的pid控制參數(shù)的速度環(huán)pid控制器,通過計算限幅得到輸出交軸電流分量,作為d軸電流pid調(diào)節(jié)器的給定信號iqref;同時,經(jīng)過坐標(biāo)變換,定子反饋電流iabc變換成直軸電流id、交軸電流iq;給定交軸電流iqref與變換后的交軸電流iq求差,經(jīng)過電流pid調(diào)節(jié)器后輸出交軸參考電壓uqref。然后,控制直軸給定電流idref=0,與變換得到的直軸電流id求差,再經(jīng)電流pid調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)后輸出直軸參考電壓udref;將直軸參考電壓udref、交軸參考電壓uqref經(jīng)過2r/2s變換,得到α、β軸電壓。最后,通過svpwm模塊輸出六路pwm波控制信號,驅(qū)動逆變器工作,輸出可變的幅值和頻率到永磁同步電機定子三相繞組。