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考慮鐵損的電動汽車異步電機模糊反步控制方法

文檔序號:7360746閱讀:262來源:國知局
考慮鐵損的電動汽車異步電機模糊反步控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種考慮鐵損的電動汽車異步電機模糊反步控制方法,針對電動汽車電機驅動和控制系統(tǒng)中存在非線性以及鐵損的問題,基于反步法原理設計了一種自適應模糊控制器,模糊邏輯系統(tǒng)被用于逼近未知的非線性項,自適應反步法用于控制器的設計。本發(fā)明補充了傳統(tǒng)方法中缺少的完整控制器設計的部分,增加了李雅普諾夫穩(wěn)定性分析,控制信號uqs、uds中只存在一個自適應參數減少了計算量;通過本發(fā)明控制方法調節(jié)后,電機運行能快速達到穩(wěn)定狀態(tài),更適合像電動汽車驅動系統(tǒng)這樣需要快速動態(tài)響應的控制對象,仿真結果表明采用本發(fā)明的控制方法能夠克服參數不準確的影響并且利于保證理想的控制效果,實現對轉速的快速、穩(wěn)定地響應。
【專利說明】考慮鐵損的電動汽車異步電機模糊反步控制方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種電動汽車電機調速控制技術,尤其涉及一種考慮鐵損的電動汽車異步電機模糊反步控制方法。
【背景技術】
[0002]國際金融危機以來,美、歐、日、韓等發(fā)達國家都在推動汽車產業(yè)的轉型發(fā)展,全球范圍內形成了新能源汽車發(fā)展的新一輪熱潮。在所有技術創(chuàng)新中,電機驅動具有極其重要的地位,因為未來的驅動方式必須是少耗能、更環(huán)保、更具有可持續(xù)性。
[0003]電動汽車包括電機驅動及控制系統(tǒng)、驅動力傳動等機械系統(tǒng)和完成既定任務的工作裝置等。電機驅動及控制系統(tǒng)是電動汽車的核心,也是區(qū)別于內燃機汽車的最大不同點。電動汽車是汽車工業(yè)的一個重要分支,電動汽車的發(fā)展對于能源安全以及環(huán)境保護有著重大的意義。近年來,對于電動汽車的關注日益增高,與此同時,有效可靠經濟的驅動的需求也日益緊迫。對于電動汽車動力系統(tǒng)的研究受到了國內外學者的廣泛關注。異步電機以其廉價、結構簡單、高可靠性以及耐用性的優(yōu)點,在電動汽車領域得到了廣泛的應用。然而異步電機的動態(tài)模型是一個高階非線性強耦合的系統(tǒng),如何實現對異步電機的有效控制是一個難題。電動汽車工作在較高轉速時,異步電機會產生較大的鐵損,然而傳統(tǒng)的矢量控制是不考慮鐵損的,因此使用傳統(tǒng)的矢量控制方法是無法實現對異步電機的有效控制。
[0004]一個實際的系統(tǒng)必須是穩(wěn)定的,不穩(wěn)定系統(tǒng)是不可能付諸于工程實施的。系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在遭受外界繞擾動偏離原來的平衡狀態(tài),而在擾動消失后系統(tǒng)自身仍有能力恢復到原來平衡狀態(tài)的一種“頑性”。可按兩種方式來定義系統(tǒng)運動的穩(wěn)定性,即通過輸入-輸出關系來表征的外部穩(wěn)定性、以及通過零輸入狀態(tài)下的狀態(tài)運動的響應來表征的內部穩(wěn)定性,只有在滿足一定的條件時,系統(tǒng)的內部穩(wěn)定性和外部穩(wěn)定性之間才存在等價關系。對于現代控制理論涉及的更廣泛類型的系統(tǒng),通常采用李雅普諾夫穩(wěn)定性判據。李雅普諾夫第一方法又稱間接法,是通過系統(tǒng)狀態(tài)方程的解來判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。李雅普諾夫第二方法又稱直接法,它不通過系統(tǒng)狀態(tài)方程的解來判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性,而是借助李雅普諾夫函數對穩(wěn)定性作出判斷,是從廣義能量的觀點進行穩(wěn)定性分析的,例如有阻尼的振動系統(tǒng)能量連續(xù)減小,總能量對時間的導數是負定的,系統(tǒng)會逐漸停止在平衡狀態(tài),系統(tǒng)是穩(wěn)定的。由于李雅普諾夫第一方法求解是非常煩瑣的,因此李雅普諾夫第二方法獲得更廣泛的應用。李雅普諾夫第二方法的難點在于尋找李雅普諾夫函數。
[0005]為了實現對電動汽車異步電機準確有效的控制,我們必須重視鐵損的影響。在過去主要有兩種方法用于對異步電機進行控制,分別是基于損耗模型的方法和基于在線搜索優(yōu)化的方法。然而這些方法都缺少完整的設計調速器的方法,并且沒有傳統(tǒng)的李雅普諾夫穩(wěn)定性分析,估計的變量無法保證收斂到真實值,導致算法不可靠?;诖耍⒁粋€考慮鐵損的異步電機動態(tài)模型,進而設計一個更加有效的控制器是十分必要的。

【發(fā)明內容】
[0006]針對現有技術中存在的上述技術問題,本發(fā)明提出了一種考慮鐵損的電動汽車異步電機模糊反步控制方法,來實現對其位置的跟蹤控制,模糊邏輯系統(tǒng)用來逼近系統(tǒng)的非線性項,使用反步法來構造控制器。
[0007]為了實現上述目的,本發(fā)明采用如下技術方案:
[0008]考慮鐵損的電動汽車異步電機模糊反步控制方法,包括如下步驟:
[0009]a、建立考慮鐵損的異步電機的動態(tài)模型
[0010]在同步旋轉d-q坐標下考慮鐵損的異步電機的動態(tài)模型可表示為:
[0011]
【權利要求】
1.考慮鐵損的電動汽車異步電機模糊反步控制方法,其特征在于,包括如下步驟: a、建立考慮鐵損的異步電機的動態(tài)模型 在同步旋轉d_q坐標下考慮鐵損的異步電機的動態(tài)模型可表示為:
【文檔編號】H02P21/14GK103701390SQ201310682764
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權日:2013年12月13日
【發(fā)明者】于金鵬, 馬玉梅, 于海生, 山炳強, 李琪煒 申請人:青島大學
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