專利名稱：一種電動車異步電機的預(yù)估計控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于異步電機控制技術(shù)領(lǐng)域，更為具體的講，涉及一種電動車異步電機的預(yù)估計控制方法。
背景技術(shù)：
如今全球范圍內(nèi)石油供給緊張以及環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，低碳和零排放概念深入人心，這就促使了電動車在全球范圍內(nèi)得以快速的發(fā)展。電動車的生產(chǎn)和使用在車輛運輸中比重不斷增加。但是，電動車的發(fā)展依然受限于其核心技術(shù)以及關(guān)鍵零部件。而電機驅(qū)動控制器作為關(guān)鍵部件之一更是直接影響了整車的動力性和經(jīng)濟性。交流異步電機作為電動車應(yīng)用最廣泛的三大電機之一有著不可替代的地位，因此對其控制精度以及可靠性提出了較高的要求。但是，由于其非線性和高耦合的特性，并且在運行過程中，由于電機溫度的變化電機參數(shù)會發(fā)生變化。而傳統(tǒng)的控制方式，其精度多依賴于電機參數(shù)的準(zhǔn)確，因此隨著電機參數(shù)的變化影響了控制的性能。由此可知，對控制參數(shù)可變甚至未知的系統(tǒng)而言，如何可靠地估計未知參數(shù)，動態(tài)的計算系統(tǒng)參數(shù)，實時調(diào)整控制器本身參數(shù)，優(yōu)化控制器的適應(yīng)性，提高控制器在控制過程中的精度從而使異步電機達到良好的運行性能是當(dāng)前電動車異步電機驅(qū)動控制迫切需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電動車異步電機的預(yù)估計控制方法，通過該方法對系統(tǒng)參數(shù)進行動態(tài)估計，實時調(diào)整控制器的控制參數(shù)，優(yōu)化控制器的適應(yīng)性，提高控制器在電機運行時的控制精度使電機達到良好的運行性能。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下
一種電動車異步電機的預(yù)估計控制方法，其特征在于控制器設(shè)定有電流參考值，然后根據(jù)存儲在控制器里前一步的電機信息和控制器實時采樣的信息實時估算出當(dāng)前系統(tǒng)的控制參數(shù)(這個參數(shù)表示系統(tǒng)的增益，或者系統(tǒng)的增益矩陣)，根據(jù)估算得到的控制參數(shù)估算出電機的下一步輸入電壓，從而使電機的電流值跟上設(shè)定的參考值；所述根據(jù)估算得到的系統(tǒng)參數(shù)和控制參數(shù)計算下一步輸入是通過公式
、= H)+X (/c+1)實現(xiàn)，其中，為下一步輸入，g為估算得到的當(dāng)前的系
統(tǒng)參數(shù)，b為系統(tǒng)的控制量增益，Jf(A)為系統(tǒng)的輸出，χψ+1)為設(shè)定的參考值。所述控制器根據(jù)電機的前一步信息估算出當(dāng)前的系統(tǒng)參數(shù) ,是通過公式 x(k)-u(k- 1)
Q=、Jn >得到，其中，“、為系統(tǒng)的輸出，,、是上一步控制器的輸出，即 z(ic-l)Jr(A)u(k-l)電機的輸入值，^k — 0是上一步控制器的輸入值，即電機的輸出值。所述控制器根據(jù)電機的當(dāng)前信息估算出當(dāng)前的控制參數(shù)力的步驟是，第一步得出電機系統(tǒng)的勵磁環(huán)、轉(zhuǎn)矩環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)的傳遞函數(shù)，第二步將所述電機系統(tǒng)的三個環(huán)的傳遞
函數(shù)表示為
權(quán)利要求
1.一種電動車異步電機的預(yù)估計控制方法，其特征在于控制器設(shè)定有電流參考值， 然后根據(jù)存儲在控制器里前一步的電機信息和控制器實時采樣的信息實時估算出當(dāng)前系統(tǒng)的控制參數(shù)，根據(jù)估算得到的控制參數(shù)估算出電機的下一步輸入電壓，從而使電機的電流值跟上設(shè)定的參考值；所述根據(jù)估算得到的系統(tǒng)參數(shù)和控制參數(shù)計算下一步輸入是通過公式=卞+”實現(xiàn)，其中，為下一步輸入，g為估算得到的當(dāng)前的系統(tǒng)參數(shù)，b為系統(tǒng)的控制量增益，Jf(A)為系統(tǒng)的輸出，Zp+1)為設(shè)定的參考值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)估計控制方法，其特征在于所述控制器根據(jù)電機的前一xl h) u( /c — 1 ]步信息估算出當(dāng)前的系統(tǒng)參數(shù)&，是通過公式Q=、x(k-l) 得到，其中，龍(岣為系統(tǒng)的輸出，1)是上一步控制器的輸出，即電機的輸入值，Jf(t-l)是上一步控制器的輸入值，即電機的輸出值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的預(yù)估計控制方法，其特征在于所述控制器根據(jù)電機的當(dāng)前信息估算出當(dāng)前的控制參數(shù)力的步驟是第一步得出電機系統(tǒng)的勵磁環(huán)、 轉(zhuǎn)矩環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)的傳遞函數(shù)；第二步將所述電機系統(tǒng)的三個環(huán)的傳遞函數(shù)表示為Yfs)bT7H=+)= ^ “ 的形式，其中，Y (S)是電機系統(tǒng)的輸出傳遞函數(shù)，U (S)為電機系U(S)O1* S+ σ 統(tǒng)的輸入傳遞函數(shù)；第三步根據(jù)電機的轉(zhuǎn)速環(huán)、勵磁環(huán)和轉(zhuǎn)矩環(huán)的在第二步中的表達式確定/ 為控制參數(shù)力；所述第二步的傳遞函數(shù)中，勵磁環(huán)、轉(zhuǎn)矩環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)的各參數(shù)表示如下，Iff Φ JJ勵磁環(huán)的參數(shù)A = ^TT , qO" f L,； φ LtLt v Lf m ο α, = 11R (Ι- ^β轉(zhuǎn)矩環(huán)的參數(shù) =J—, ="^+"^——-r-， ；1BOi = I ‘轉(zhuǎn)速環(huán)的參數(shù)A = = τ, ,； J J β = 1其中為異步電機的轉(zhuǎn)子電感，4為異步電機的定子電感，S為異步電機的定子電感因數(shù)，1 ■為異步電機的轉(zhuǎn)子電阻，為異步電機的定子電阻，/為電機的慣性系數(shù)，Il為負(fù)載轉(zhuǎn)矩。V'
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的預(yù)估計控制方法，其特征在于所述控制器里存儲的前一步的電機信息包括電機的電流、電壓、轉(zhuǎn)速；所述控制器實時采樣的信息包括電機的電流和轉(zhuǎn)速；所述設(shè)定的參考值為電機勵磁環(huán)的勵磁電流參考值、轉(zhuǎn)矩環(huán)的轉(zhuǎn)矩電流參考值或者轉(zhuǎn)速環(huán)的期望轉(zhuǎn)速值。
全文摘要
本發(fā)明屬于異步電機控制技術(shù)，具體是一種電動車異步電機的預(yù)估計控制方法，控制器設(shè)定有電流參考值，然后根據(jù)存儲在控制器里前一步的電機信息和控制器實時采樣的信息實時估算出當(dāng)前系統(tǒng)的控制參數(shù)，根據(jù)估算得到的控制參數(shù)估算出電機的下一步輸入電壓，從而使電機的電流值跟上設(shè)定的參考值；所述根據(jù)估算得到的系統(tǒng)參數(shù)和控制參數(shù)計算下一步輸入是通過公式實現(xiàn)的；本發(fā)明考慮到異步電機在運行過程中隨著溫度等因素的變化導(dǎo)致系統(tǒng)參數(shù)變化的特性，采用根據(jù)電機系統(tǒng)的前一步信息實時計算系統(tǒng)參數(shù)，及時更新控制參數(shù)，調(diào)整輸入，從而保證在電機的運行過程中控制器可以不斷適應(yīng)電機參數(shù)變化，提高對電機控制的精度使電機達到良好的運行性能。
文檔編號H02P21/14GK102427326SQ201110428809
公開日2012年4月25日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者任亞輝, 吳建東, 鄭剛, 鄢治國 申請人:中國東方電氣集團有限公司