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原文传递一种电动汽车EPS用交流永磁电机能量优化控制系统

专利名称：	一种电动汽车EPS用交流永磁电机能量优化控制系统
摘要：	本发明公开电动汽车操纵及电力传动控制设备领域中的一种电动汽车EPS用交流永磁电机能量优化控制系统，其由能量优化控制器和转矩检测模块组成，能量优化控制器由寻优控制器、优化控制器、鲁棒控制器、能耗控制器和转矩PI模块组成，寻优控制器、优化控制器、鲁棒控制器相并联后连接于EPS电机系统的输入端，寻优控制器由约束模块、KNN算法权值模块和积分型PI控制模块组成，优化控制器能使电机转速和电流在有限时间内达到参考值，实现快速的瞬态响应，寻优控制器实现参数的最优化，使抗扰动性能进一步增强，保证了控制精度，能量优化控制器能在给定逆变限幅的情况下，以最小的功耗实现精确的转矩跟踪。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	江苏大学
发明人：	孙晓东;吴旻凯;陈龙;田翔;杨泽斌;李可
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-26T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-19T00:00:00+0800
申请号：	CN201910679955.7
公开号：	CN110466597A
分类号：	B62D5/04(2006.01);B;B62;B62D;B62D5
申请人地址：	212013 江苏省镇江市京口区学府路301号
主权项：	1.一种电动汽车EPS用交流永磁电机能量优化控制系统，其特征是：由能量优化控制器(4)和转矩检测模块(28)组成，能量优化控制器(4)和转矩检测模块(28)相串接后连接于EPS电机系统(1)的输入端和输出端之间，EPS电机系统(1)以电压vd、vq为输入，以转子位置角θ和电流id、iq为输出；所述的能量优化控制器(4)由寻优控制器(26)、优化控制器(23)、鲁棒控制器(24)、能耗控制器(25)和转矩PI模块(29)组成，寻优控制器(26)、优化控制器(23)、鲁棒控制器(24)相并联后连接于EPS电机系统(1)的输入端，EPS电机系统(1)的输出端分别连接寻优控制器(26)、优化控制器(23)、鲁棒控制器(24)和能耗控制器(25)的输入端，EPS电机系统(1)的输出端还经转矩检测模块(28)连接转矩PI模块(29)的输入端，转矩PI模块(29)的输出端分别连接鲁棒控制器(24)和能耗控制器(25)的输入端，能耗控制器(25)的输出端连接鲁棒控制器(24)的输入端；转子位置角θ输入至寻优控制器(26)中，转子位置角θ、电流id、iq输入至优化控制器(23)和转矩检测模块(28)，角度给定模块(21)给定出参考角度θ，电流给定模块(22)给定出参考电流参考电流输入至优化控制器(23)，参考角度θ分别输入至寻优控制器(26)和优化控制器(23)；寻优控制器(26)的输出为控制电压vd2、vq2为v2在d-q坐标系下的电压，K为最优增益矩阵，x为EPS电机系统(1)的状态变量；优化控制器(23)的输出为控制电压v1：转矩检测模块(28)检测到转矩F，转矩F与给定转矩F相比较得到转矩误差eT，转矩误差eT输入至转矩PI模块(29)中，转矩PI模块(29)的输出为转矩g；能耗控制器(25)以转子位置角θ、电流id、iq、转矩g作为输入，输出节能电压z：鲁棒控制器(24)以转子位置角θ、电流id、iq、节能电压z和转矩g作为输入，输出为控制电压v3；能量优化控制器(4)的输出为控制电压v＝v1+v2+v3。 2.根据权利要求1所述的一种电动汽车EPS用交流永磁电机能量优化控制系统，其特征是：所述的寻优控制器(26)由约束模块(51)、KNN算法权值模块(41)和积分型PI控制模块(31)组成，参考角度θ与转子位置角θ相比较得到的角度误差值eθ为积分型PI控制模块(31)的输入，积分型PI控制模块(31)输出控制电压对角度误差值eθ分别求积分和求导得到∫eθ(τ)dτ和对参考角度θ*求一阶导数得到组成KNN算法模块(41)的训练样本集KNN算法权值模块(41)的输出为优化控制电压v'd2、v'q2，优化控制电压v'd2、v'q2与控制电压vd2、vq2相比较得到误差evd、evq，误差evd、evq输入至约束模块(51)，约束模块(51)求得所述的最优增益矩阵K。 3.根据权利要求1所述的一种电动汽车EPS用交流永磁电机能量优化控制系统，其特征是：所述的EPS电机系统(1)由电流传感器(2)、旋转变压器(3)、2r/2s坐标变换模块(11)、PWM模块(12)、逆变器(13)、交流永磁电机(14)、3s/2r坐标变换模块(15)组成，2r/2s坐标变换模块(11)、PWM模块(12)、逆变器(13)、交流永磁电机(14)和旋转变压器(3)依次串接，逆变器(13)的输出端依次串接电流传感器(2)和3s/2r坐标变换模块(15)，2r/2s坐标变换模块(11)的输入为所述的电压vd、vq，旋转变压器(3)的输出为所述的转子位置角θ，3s/2r坐标变换模块(15)的输出为所述的电流id、iq。 4.根据权利要求1所述的一种电动汽车EPS用交流永磁电机能量优化控制系统，其特征是：所述的优化控制器(23)输出的控制电压vd1、vq1是v1在d-q旋转坐标系下的电压，Rs为电机定子电阻，Ld、Lq为定子在d-q旋转坐标系下的电感，Φ为转子磁链。 5.根据权利要求1所述的一种电动汽车EPS用交流永磁电机能量优化控制系统，其特征是：所述的节能电压jTz＝0，j为鲁棒系数矩阵，jd、jq为j在d-q坐标系下的分量，μ为转矩系数。 6.根据权利要求1所述的一种电动汽车EPS用交流永磁电机能量优化控制系统，其特征是：所述的鲁棒控制器(24)输出的控制电压vd3、vq3为v3在d-q坐标系下的分量，j为鲁棒系数矩阵，λ(i,θ)为鲁棒函数。
所属类别：	发明专利