單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制pwm控制方法、裝置及具有其的車輛的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制裝置及方法，所述裝置包括：差值運(yùn)算模塊，用于對給定信號(hào)和電機(jī)的反饋信號(hào)進(jìn)行差值運(yùn)算，生成差值信號(hào)；濾波放大模塊，用于對差值信號(hào)進(jìn)行濾波以生成濾波后信號(hào)并對濾波后信號(hào)進(jìn)行放大，生成控制參考量；三角波載波模塊，用于生成周期三角波載波信號(hào)；比較輸出模塊，用于將濾波后信號(hào)與周期三角波載波信號(hào)進(jìn)行比較以生成PWM調(diào)制信號(hào)，將比較后生成的第一至第三相信號(hào)輸出至功率驅(qū)動(dòng)模塊。本發(fā)明還提出一種車輛。本發(fā)明具有反應(yīng)快、開關(guān)頻率恒定、魯棒性強(qiáng)、易于實(shí)現(xiàn)、抗干擾、控制電路簡單等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制方法、裝置及具有其的車輛

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電機(jī)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制裝置及 方法，以及具有該單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制裝置的車輛。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的車用異步電機(jī)控制方法主要有矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制兩種。下面分別對 這兩種控制方法進(jìn)行說明：
[0003] (1)矢量控制技術(shù)是比較成熟并常用的異步電機(jī)控制技術(shù)。這是一種基于坐標(biāo)變 換的技術(shù)，通過三相到兩相的坐標(biāo)變換，實(shí)現(xiàn)定子電流轉(zhuǎn)矩分量和勵(lì)磁分量的解耦，進(jìn)行獨(dú) 立控制，使異步電機(jī)具有和直流電機(jī)一樣的優(yōu)良的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)特性。其中，轉(zhuǎn)子磁場定 向的矢量控制是20年來實(shí)際應(yīng)用最為普遍、最為成熟的高性能交流調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)。
[0004] (2)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)摒棄了矢量控制中解耦的思想，將轉(zhuǎn)子磁通定向更換為定 子磁通定向，通過控制定子磁鏈的幅值及矢量相對于轉(zhuǎn)子磁鏈的夾角，從而達(dá)到控制轉(zhuǎn)矩 的目的。
[0005] 但是針對矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制，目前主流上都采用了空間矢量 SVPWM(SpaceVector Pulse Width Modulation，空間矢量脈寬調(diào)制）調(diào)制。而 SVPWM會(huì)給控 制本身帶來以下問題：SVPWM調(diào)制直接受驅(qū)動(dòng)模塊開關(guān)頻率的限制，開關(guān)頻率通常在5K? 20K之間。這樣，空間矢量的相位只能按照這個(gè)開關(guān)頻率來累積，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速越高時(shí)，一個(gè)電 流周期內(nèi)，給定的調(diào)制點(diǎn)就越少，也就是給定信號(hào)的正弦度越不好，諧波含量越多，這將會(huì) 影響電機(jī)效率。由于SVPWM是空間電壓矢量調(diào)制，當(dāng)轉(zhuǎn)子磁鏈定向不準(zhǔn)的時(shí)候，很容易造成 電機(jī)過流。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的旨在至少解決所述技術(shù)缺陷之一。
[0007] 為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制裝置。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制裝置， 包括：差值運(yùn)算模塊，所述差值運(yùn)算模塊的輸入端與電機(jī)控制算法模塊和電機(jī)相連，用于對 給定信號(hào)和電機(jī)的反饋信號(hào)進(jìn)行差值運(yùn)算，生成差值信號(hào)；濾波放大模塊，所述濾波放大模 塊的輸入端與所述差值運(yùn)算模塊的輸出端相連，用于對所述差值信號(hào)進(jìn)行濾波以生成濾波 后信號(hào)，并對濾波后信號(hào)進(jìn)行放大，生成控制參考量；三角波載波模塊，用于生成周期三角 波載波信號(hào)；比較輸出模塊，所述比較輸出模塊的輸入端與所述濾波放大模塊的輸出端和 所述三角波載波模塊相連，所述比較輸出模塊的輸出端連接至功率驅(qū)動(dòng)模塊，用于比較所 述控制參考量與所述周期三角波載波信號(hào)以生成PWM調(diào)制信號(hào)，將比較后生成的第一至第 三相信號(hào)輸出至所述功率驅(qū)動(dòng)模塊；所述功率驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)所述第一至第三相信號(hào)驅(qū)動(dòng)所 述電機(jī)工作。
[0009] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述反饋信號(hào)為電機(jī)反饋的相電流信號(hào)。
[0010] 在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，所述濾波放大模塊對所述差值信號(hào)進(jìn)行均值濾波。 [0011] 在本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例中，所述周期三角波載波信號(hào)為等腰三角波信號(hào)。
[0012] 在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，所述電機(jī)為車用異步電機(jī)。
[0013] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述電機(jī)控制算法模塊包括：比例積分PI調(diào)節(jié)模塊、 相位處理模塊、直接數(shù)字式頻率合成DDS模塊，所述PI調(diào)節(jié)模塊用于對輸入的有效電流和 反饋電流有效信號(hào)進(jìn)行PI調(diào)節(jié)，生成幅度輸入信號(hào)；所述相位處理模塊用于根據(jù)輸入的轉(zhuǎn) 差頻率和轉(zhuǎn)子頻率計(jì)算得到同步頻率相位；所述DDS模塊的輸入端分別與所述PI調(diào)節(jié)模塊 的輸出端和所述相位處理模塊的輸出端相連，所述DDS模塊的輸出端與所述差值運(yùn)算模塊 的輸入端相連，用于對所述同步頻率相位進(jìn)行相位累加得到相位信息，將所述相位信息轉(zhuǎn) 換為對應(yīng)的正弦幅度數(shù)字信號(hào)，根據(jù)所述幅度輸入信號(hào)和所述數(shù)字化正弦幅度信號(hào)生成數(shù) 字化波形序列，將所述數(shù)字波形化序列經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換以生成第一至第三相信號(hào)，將所述第 一至第三相信號(hào)輸入至所述差值運(yùn)算模塊。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制裝置，過SPWM控制在每個(gè)周期內(nèi) 強(qiáng)迫開關(guān)變量的平均值與濾波后的控制參考量相等或成一定比例，從而在一個(gè)周期內(nèi)自動(dòng) 消除穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)誤差，前一周期的誤差不會(huì)帶到下一周期。因此，本發(fā)明可以優(yōu)化系統(tǒng)響應(yīng)、 減小畸變和抑制電源干擾，具有反應(yīng)快、開關(guān)頻率恒定、魯棒性強(qiáng)、易于實(shí)現(xiàn)、抗干擾、控制 電路簡單等優(yōu)點(diǎn)。
[0015] 本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種車輛。
[0016] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種車輛，包括：上述實(shí)施例所述的單周 電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制裝置，所述單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制裝置連接至車輛的異步電機(jī)。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的車輛，過SPWM控制在每個(gè)周期內(nèi)強(qiáng)迫開關(guān)變量的平均值與 濾波后的控制參考量相等或成一定比例，從而在一個(gè)周期內(nèi)自動(dòng)消除穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)誤差，前一 周期的誤差不會(huì)帶到下一周期。因此，本發(fā)明可以優(yōu)化系統(tǒng)響應(yīng)、減小畸變和抑制電源干 擾，具有反應(yīng)快、開關(guān)頻率恒定、魯棒性強(qiáng)、易于實(shí)現(xiàn)、抗干擾、控制電路簡單等優(yōu)點(diǎn)。
[0018] 本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提出一種單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制方法。
[0019] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制方法， 包括如下步驟：
[0020] S1，對輸入的給定信號(hào)和來自電機(jī)的反饋信號(hào)進(jìn)行差值運(yùn)算，生成差值信號(hào)；
[0021] S2,對所述差值信號(hào)進(jìn)行濾波和放大，生成控制參考量；
[0022] S3,生成周期三角波載波信號(hào)；
[0023] S4,比較所述控制參考量與周期三角波載波信號(hào)以生成PWM調(diào)制信號(hào)，將比較后 生成的第一至第三相信號(hào)輸出至功率驅(qū)動(dòng)模塊以由功率驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作，
[0024] 其中，所述步驟S2和步驟S3并行執(zhí)行。
[0025] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在所述步驟S2中，對所述差值信號(hào)進(jìn)行均值濾波。
[0026] 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述周期三角波載波信號(hào)為等腰三角波信號(hào)。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制方法，過SPWM控制在每個(gè)周期內(nèi) 強(qiáng)迫開關(guān)變量的平均值與濾波后的控制參考量相等或成一定比例，從而在一個(gè)周期內(nèi)自動(dòng) 消除穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)誤差，前一周期的誤差不會(huì)帶到下一周期。因此，本發(fā)明可以優(yōu)化系統(tǒng)響應(yīng)、 減小畸變和抑制電源干擾，具有反應(yīng)快、開關(guān)頻率恒定、魯棒性強(qiáng)、易于實(shí)現(xiàn)、抗干擾、控制 簡單等優(yōu)點(diǎn)。
[0028] 本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中 ：
[0030] 圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0031] 圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)控制算法模塊的結(jié)構(gòu)圖；
[0032] 圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的車輛的結(jié)構(gòu)圖；
[0033] 圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制方法的控制流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0035] 首先需要說明的是，本發(fā)明提供的單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制裝置對實(shí)時(shí)性要求 很高，所以整個(gè)系統(tǒng)都是基于硬件實(shí)現(xiàn)的。
[0036] 如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制裝置10,包括：差值運(yùn)算 模塊1、濾波放大模塊2、三角波載波模塊3和比較輸出模塊4。
[0037] 具體來說，差值運(yùn)算模塊1的輸入端與電機(jī)控制算法模塊20和電機(jī)Μ相連，用于 對來自電機(jī)控制算法模塊20的給定信號(hào)和電機(jī)Μ的反饋信號(hào)進(jìn)行差值運(yùn)算，生成差值信 號(hào)。其中，電機(jī)Μ可以為異步電機(jī)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，反饋信號(hào)可以為電機(jī)Μ反饋 的相電流信號(hào)，由此形成了一個(gè)相電流負(fù)反饋。
[0038] 由此，通過差值運(yùn)算模塊1對給定信號(hào)和電機(jī)Μ的反饋信號(hào)進(jìn)行差值運(yùn)算，使得 PWM增加了一個(gè)負(fù)反饋環(huán)節(jié)。負(fù)反饋包括有以下兩個(gè)的特點(diǎn)：
[0039] (1)減小非線性失真：這樣輸出信號(hào)非線性度可以更加逼近給定信號(hào)，即電機(jī)控 制算法模塊20的給定信號(hào)，使得實(shí)際相電流的正弦度更好。
[0040] (2)抑制干擾。當(dāng)相電流由于某些原因突然變大時(shí)，通過上述負(fù)反饋環(huán)節(jié)，送到后 續(xù)三角波比較的信號(hào)就會(huì)比原來小，可以很好地抑制了過流現(xiàn)象。
[0041] 需要說明的是，電機(jī)控制算法模塊20可以采用最小定子電流法結(jié)合DDS技術(shù)算 法，也可以是矢量控制算法，計(jì)算出中間控制量，即給定信號(hào)。本發(fā)明的單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制 PWM控制裝置10適用于對上述兩種算法得到的給定信號(hào)進(jìn)行PWM控制。
[0042] 如圖2所示，電機(jī)控制算法模塊20包括比例積分ΡΙ調(diào)節(jié)模塊21、相位處理模塊 22和直接數(shù)字式頻率合成DDS模塊23。
[0043] 具體地，ΡΙ調(diào)節(jié)模塊21用于對輸入的有效電流Is和反饋電流有效信號(hào)Ie進(jìn)行 PI調(diào)節(jié)，生成幅度輸入信號(hào)。其中，有效電流Is可以理解為預(yù)先給定信號(hào)，反饋電流有效信 號(hào)Ie為根據(jù)單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制裝置10輸出信號(hào)計(jì)算得到的反饋電流有效值。其 中，單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制裝置10的輸出信號(hào)在后續(xù)實(shí)施例中描述，可以理解為電機(jī) 控制算法模塊20和單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制裝置10形成一個(gè)反饋。
[0044] 相位處理模塊22用于根據(jù)輸入的轉(zhuǎn)差頻率和轉(zhuǎn)子頻率計(jì)算得到同步頻率相位。 具體地，相位處理模塊22對轉(zhuǎn)差頻率Ws和轉(zhuǎn)子頻率進(jìn)行加法運(yùn)算，對加法運(yùn)算后的信號(hào)進(jìn) 行處理以得到同步頻率相位。其中，轉(zhuǎn)差頻率Ws為預(yù)先給定，轉(zhuǎn)子頻率是有位置傳感器從 電機(jī)Μ上采集回的，對轉(zhuǎn)子頻率的響應(yīng)是系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的一個(gè)重要體現(xiàn)。
[0045] DDS模塊23的輸入端分別與ΡΙ調(diào)節(jié)模塊21的輸出端和相位處理模塊22的輸出 端相連，DDS模塊23的輸出端與差值運(yùn)算模塊1的輸入端相連，用于對同步頻率相位進(jìn)行 相位累加得到相位信息，將相位信息轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的正弦幅度數(shù)字信號(hào)，根據(jù)幅度輸入信號(hào) 和數(shù)字化正弦幅度信號(hào)生成數(shù)字化波形序列。其中，DDS模塊23在每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)以二進(jìn) 制碼的形式尋址正弦查表R0M，將相位信息轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的正弦幅度數(shù)字信號(hào)，根據(jù)幅度輸入 信號(hào)和數(shù)字化正弦幅度信號(hào)生成數(shù)字化波形序列。然后DDS模塊23將數(shù)字波形化序列經(jīng) 過數(shù)模轉(zhuǎn)換以生成第一至第三相信號(hào)（IA、IB、1C)，將第一至第三相信號(hào)輸入至差值運(yùn)算模 塊1。
[0046] 由于DDS技術(shù)和PWM的結(jié)合是基于電流跟蹤的，所以磁鏈定向不準(zhǔn)基本不影響電 流變化，而單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM技術(shù)內(nèi)部又集成了一個(gè)相電流負(fù)反饋處理，從而可以很 大程度上抑制過流現(xiàn)象。
[0047] 濾波放大模塊2的輸入端與差值運(yùn)算模塊1的輸出端相連，用于對差值信號(hào)進(jìn)行 濾波以生成濾波后信號(hào)，然后對濾波后信號(hào)進(jìn)行放大，生成控制參考量。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí) 施例中，濾波放大模塊可以對差值信號(hào)采用均值濾波。
[0048] 三角波載波模塊3用于生成周期三角波載波信號(hào)。其中，周期三角波載波信號(hào)為 等腰三角波信號(hào)。其中，濾波放大模塊2和三角波載波模塊3并行執(zhí)行。比較輸出模塊4的 輸入端與濾波放大模塊2的輸出端和三角波載波模塊3相連，比較輸出模塊4的輸出端連 接至電機(jī)M。其中，比較輸出模塊4用于比較控制參考量與周期三角波載波信號(hào)以生成PWM 調(diào)制信號(hào)，將比較后生成的第一至第三相信號(hào)輸出至功率驅(qū)動(dòng)模塊5,由功率驅(qū)動(dòng)模塊5根 據(jù)上述第一至第三相信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)Μ工作。本發(fā)明采用頻率比期望波高得多的等腰三角波 作為載波，當(dāng)調(diào)制波（控制參考量）與載波（等腰三角波）相交時(shí)，由它們的交點(diǎn)可以確定 后續(xù)逆變器開關(guān)器件的通斷時(shí)刻。
[0049] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制裝置，通過SPWM控制在每個(gè)周期 內(nèi)強(qiáng)迫開關(guān)變量的平均值與濾波后的控制參考量相等或成一定比例，從而在一個(gè)周期內(nèi)自 動(dòng)消除穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)誤差，前一周期的誤差不會(huì)帶到下一周期。因此，本發(fā)明可以優(yōu)化系統(tǒng)響 應(yīng)、減小畸變和抑制電源干擾，具有反應(yīng)快、開關(guān)頻率恒定、魯棒性強(qiáng)、易于實(shí)現(xiàn)、抗干擾、控 制電路簡單等優(yōu)點(diǎn)。
[0050] 如圖3所示，本發(fā)明還提出一種車輛，包括上述實(shí)施例的單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控 制裝置，其中該單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制裝置連接至車輛的異步電機(jī)Μ。
[0051] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的車輛，通過SPWM控制在每個(gè)周期內(nèi)強(qiáng)迫開關(guān)變量的平均值 與濾波后的控制參考量相等或成一定比例，從而在一個(gè)周期內(nèi)自動(dòng)消除穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)誤差，前 一周期的誤差不會(huì)帶到下一周期。因此，本發(fā)明可以優(yōu)化系統(tǒng)響應(yīng)、減小畸變和抑制電源干 擾，具有反應(yīng)快、開關(guān)頻率恒定、魯棒性強(qiáng)、易于實(shí)現(xiàn)、抗干擾、控制電路簡單等優(yōu)點(diǎn)。
[0052] 圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制方法的控制流程圖。
[0053] 步驟S1，對給定信號(hào)和電機(jī)的反饋信號(hào)進(jìn)行差值運(yùn)算。
[0054] 需要說明的是，給定信號(hào)可以是由最小定子電流法結(jié)合DDS技術(shù)算法，或者矢量 控制算法計(jì)算得到的中間控制量。本發(fā)明的單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制方法適用于對上述 兩種算法得到的給定信號(hào)進(jìn)行PWM控制。
[0055] 其中，電機(jī)可以為異步電機(jī)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，反饋信號(hào)可以為電機(jī)反饋 的相電流信號(hào)，由此形成了一個(gè)相電流負(fù)反饋。
[0056] 由此，通過對給定信號(hào)和電機(jī)Μ的反饋信號(hào)進(jìn)行差值運(yùn)算，使得PWM增加了一個(gè)負(fù) 反饋環(huán)節(jié)。負(fù)反饋包括有以下兩個(gè)的特點(diǎn)：
[0057] (1)減小非線性失真：這樣輸出信號(hào)非線性度可以更加逼近給定信號(hào)，即電機(jī)控 制算法模塊20的給定信號(hào)，使得實(shí)際相電流的正弦度更好。
[0058] (2)抑制干擾。當(dāng)相電流由于某些原因突然變大時(shí)，通過上述負(fù)反饋環(huán)節(jié)，送到后 續(xù)三角波比較的信號(hào)就會(huì)比原來小，可以很好地抑制了過流現(xiàn)象。
[0059] 步驟S2,對差值信號(hào)進(jìn)行濾波和放大，生成控制參考量。
[0060] 在本步驟中，對差值信號(hào)可以采用均值濾波。
[0061] 步驟S3,生成周期三角波載波信號(hào)。其中，周期三角波載波信號(hào)為等腰三角波信 號(hào)。
[0062] 需要說明的是，步驟S2和步驟S3可以并行執(zhí)行。
[0063] 步驟S4,比較濾波后信號(hào)與周期三角波載波信號(hào)以生成PWM調(diào)制信號(hào)，將比較后 生成的第一至第三相信號(hào)輸出至功率驅(qū)動(dòng)模塊，由功率驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作。
[0064] 本發(fā)明采用頻率比期望波高得多的等腰三角波作為載波，當(dāng)調(diào)制波（控制參考 量）與載波（等腰三角波）相交時(shí)，由它們的交點(diǎn)可以確定后續(xù)逆變器開關(guān)器件的通斷時(shí) 刻。
[0065] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制方法，通過SPWM控制在每個(gè)周期 內(nèi)強(qiáng)迫開關(guān)變量的平均值與濾波后的控制參考量相等或成一定比例，從而在一個(gè)周期內(nèi)自 動(dòng)消除穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)誤差，前一周期的誤差不會(huì)帶到下一周期。因此，本發(fā)明可以優(yōu)化系統(tǒng)響 應(yīng)、減小畸變和抑制電源干擾，具有反應(yīng)快、開關(guān)頻率恒定、魯棒性強(qiáng)、易于實(shí)現(xiàn)、抗干擾、控 制簡單等優(yōu)點(diǎn)。
[0066] 在本說明書的描述中，參考術(shù)語"一個(gè)實(shí)施例"、"一些實(shí)施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特 點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不 一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何 的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0067] 盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例 性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨 的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。本發(fā)明的范圍 由所附權(quán)利要求極其等同限定。
【權(quán)利要求】
1. 一種單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制裝置，其特征在于，包括： 差值運(yùn)算模塊，所述差值運(yùn)算模塊的輸入端與電機(jī)控制算法模塊和電機(jī)相連，用于對 給定信號(hào)和電機(jī)的反饋信號(hào)進(jìn)行差值運(yùn)算，生成差值信號(hào)； 濾波放大模塊，所述濾波放大模塊的輸入端與所述差值運(yùn)算模塊的輸出端相連，用 于對所述差值信號(hào)進(jìn)行濾波以生成濾波后信號(hào)，并對濾波后信號(hào)進(jìn)行放大，生成控制參考 量； 三角波載波模塊，用于生成周期三角波信號(hào)； 比較輸出模塊，所述比較輸出模塊的輸入端與所述濾波放大模塊的輸出端和所述三角 波載波模塊相連，所述比較輸出模塊的輸出端連接至功率驅(qū)動(dòng)模塊，用于比較所述控制參 考量與所述周期三角波信號(hào)以生成PWM調(diào)制信號(hào)，將比較后生成的第一至第三相信號(hào)輸出 至所述功率驅(qū)動(dòng)模塊； 所述功率驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)所述第一至第三相信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)工作。
2. 如權(quán)利要求1所述的單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制裝置，其特征在于，所述反饋信號(hào)為 電機(jī)反饋的相電流信號(hào)。
3. 如權(quán)利要求1所述的單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制裝置，其特征在于，所述濾波放大模 塊對所述差值信號(hào)進(jìn)行均值濾波。
4. 如權(quán)利要求1所述的單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制裝置，其特征在于，所述周期三角波 載波信號(hào)為等腰三角波信號(hào)。
5. 如權(quán)利要求1所述的單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制裝置，其特征在于，所述電機(jī)為車用 異步電機(jī)。
6. 如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制裝置，其特征在于，所述 電機(jī)控制算法模塊包括：比例積分PI調(diào)節(jié)模塊、相位處理模塊、直接數(shù)字式頻率合成DDS模 塊， 所述PI調(diào)節(jié)模塊用于對輸入的有效電流和反饋電流有效信號(hào)進(jìn)行PI調(diào)節(jié)，生成幅度 輸入信號(hào)； 所述相位處理模塊用于根據(jù)輸入的轉(zhuǎn)差頻率和轉(zhuǎn)子頻率計(jì)算得到同步頻率相位； 所述DDS模塊的輸入端分別與所述PI調(diào)節(jié)模塊的輸出端和所述相位處理模塊的輸出 端相連，所述DDS模塊的輸出端與所述差值運(yùn)算模塊的輸入端相連，用于對所述同步頻率 相位進(jìn)行相位累加得到相位信息，將所述相位信息轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的正弦幅度數(shù)字信號(hào)，根據(jù) 所述幅度輸入信號(hào)和所述數(shù)字化正弦幅度信號(hào)生成數(shù)字化波形序列，將所述數(shù)字波形化序 列經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換以生成第一至第三相信號(hào)，將所述第一至第三相信號(hào)輸入至所述差值運(yùn)算 模塊。
7. -種車輛，其特征在于，包括：權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控 制裝置，所述單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制裝置連接至車輛的異步電機(jī)。
8. -種單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制方法，其特征在于，包括如下步驟： S1，對輸入的給定信號(hào)和來自電機(jī)的反饋信號(hào)進(jìn)行差值運(yùn)算，生成差值信號(hào)； 52, 對所述差值信號(hào)進(jìn)行濾波和放大，生成控制參考量； 53, 生成周期三角波載波信號(hào)； 54, 比較所述控制參考量與周期三角波載波信號(hào)以生成P麗調(diào)制信號(hào)，將比較后生成 的第一至第三相信號(hào)輸出至功率驅(qū)動(dòng)模塊以由功率驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作， 其中，所述步驟S2和步驟S3并行執(zhí)行。
9. 如權(quán)利要求8所述的單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制方法，其特征在于，在所述步驟S2 中，對所述差值信號(hào)進(jìn)行均值濾波。
10. 如權(quán)利要求8所述的單周電流實(shí)時(shí)調(diào)制PWM控制方法，其特征在于，所述周期三角 波載波信號(hào)為等腰三角波信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H02P25/02GK104124909SQ201410393704
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月12日
【發(fā)明者】關(guān)慶斌, 林尚俊, 賈建, 劉茂國 申請人:北京中瑞藍(lán)科電動(dòng)汽車技術(shù)有限公司