[發(fā)明專利]基于滑模變結構模型算法大功率電動汽車控制器工作方法

無效

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• 申請日: 2012-04-20
• 公開（公告）號: CN102638214A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設計）人: 潘月斗
• 申請（專利權）人: 鹽城合能機電科技發(fā)展有限公司;潘月斗
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P27/08
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 顧進

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技術領域

本發(fā)明涉及電動汽車控制器領域，特別涉及基于滑模變結構模型算法大功率電動汽車控制器工作方法。

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背景技術

矢量控制系統(tǒng)的運行工況是不斷變化的,?永磁同步電動機又是一個多變量、非線性、強耦合的控制對象,?這種基于經(jīng)典控制理論的控制器,?在參數(shù)匹配良好的情況下可獲得較好的性能,?但系統(tǒng)參數(shù)一旦發(fā)生變化,?或者負載轉矩出現(xiàn)擾動,?將導致控制性能下降。而且，由于系統(tǒng)極點不能任意配置,?動態(tài)響應和抗擾能力不能得到很好的兼顧。

針對單一矢量控制存在的的缺陷，可采用滑模變結構的控制方法，滑模變結構控制的基本思想是通過對切換函數(shù)及其符號進行判別，通過不斷的切換控制量來改變系統(tǒng)結構，使狀態(tài)變量運動到事先設計好的空間切換面上，由于該控制方法對系統(tǒng)參數(shù)及擾動的變化反應遲鈍，因此具有很強的魯棒性，非常適合非線性系統(tǒng)，采用滑模變結構控制系統(tǒng)如果進入滑模狀態(tài)后，系統(tǒng)參數(shù)擾動與外部干擾對系統(tǒng)無作用，系統(tǒng)的穩(wěn)定性與動態(tài)品質僅取決于滑模面及其滑模面的參數(shù)，因此滑動模態(tài)是可以設計的，且與系統(tǒng)的參數(shù)變化及外部擾動無關，因此具有魯棒性強、可靠性高的優(yōu)點。

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發(fā)明內容????????????????????????

針對以上問題，本發(fā)明將滑模變結構的控制方法與矢量控制的控制方法結合改變原矢量控制中的滯環(huán)控制，因為滯環(huán)控制本身就是一種有差的控制，不可避免的會產(chǎn)生較大的轉矩脈動，而使用滑模變結構的控制算法來設計控制器，即以給定轉速與實際轉速誤差以及矢量變換來設計滑模變結構控制的滑模面，從而減少磁鏈和轉矩脈動，從而使得電動汽車控制器在動、靜態(tài)性能上都有明顯提高，為達此目的，本發(fā)明提供基于滑模變結構模型算法大功率電動汽車控制器工作方法，包括如下步驟：

1）根據(jù)母線電壓和逆變器開關方式，求得三相相電流i_a、i_b、i_c；

2）所求得三相相電流i_a、i_b、i_c經(jīng)兩相-三相變換裝置變換后得到兩相靜止坐標系下電流???????????????????????????????????????????????、；

3）所求得兩相靜止坐標系下電流、經(jīng)旋轉變換裝置變換后得到和；

4）電動機經(jīng)光碼盤和速度計算裝置得到電動機轉子角速度ω；

5）滑模控制器將所得電動機轉子角速度ω、給定角速度ω*、和轉化為和，所求得和經(jīng)旋轉變換裝置變換后得到和，所求得和經(jīng)兩相-三相變換裝置變換后得到三相界面差S_A、S_B和S_C；

和經(jīng)旋轉變換裝置變換后得到和，具體運輸如下:

????????????????????（1），

之后運算過程中假設，則靜止兩相坐標系下永磁同步電動機的數(shù)學模型可以重寫如下：

???????????(2)，

定義式中為兩坐標系間的空間位置角即d?軸與α軸間夾角；

將反電勢方程記為：

??????????????????????????????????(3)，

將式(2)帶入式(1)，從而式(1)可以簡化為：

???????????????????????(4)，

用狀態(tài)方程表示上式可得：

????????????????????(5)，

之后定義切換函數(shù)為：

，

式中?????????????????????????????????????????????????(6)，

定義靜止坐標系下定子磁鏈狀態(tài)方程為：

????????????????????????????????????????(7)，

定義矩陣方程為：

???????????????????????????????????????????????????????(8)，

式中F,D—系數(shù)矩陣、U—控制律矩陣，其中：

??????????????????????????(9)，

???????????????????????(10)，

式中控制律為：

???????????????????????????(11)，

式中、、、為正常數(shù)；