[發(fā)明專(zhuān)利]一種在線容錯(cuò)電動(dòng)汽車(chē)交流感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210246108.X
• 申請(qǐng)日: 2012-07-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102769426A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 凡時(shí)財(cái);鄒見(jiàn)效;徐紅兵;李俊杰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02P21/14
• 分類(lèi)號(hào): H02P21/14
• 代理公司: 成都行之專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電動(dòng)汽車(chē)交流感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及一種解決速度傳感器故障的在線容錯(cuò)電動(dòng)汽車(chē)交流感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前電動(dòng)汽車(chē)交流感應(yīng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，整個(gè)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由以下五個(gè)模塊組成，矢量控制模塊1、SVPWM調(diào)制模塊2、三相逆變模塊3，交流感應(yīng)電機(jī)4和速度傳感器5。駕駛員通過(guò)踏板信號(hào)給出驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的期望轉(zhuǎn)速通過(guò)速度傳感器5采集交流感應(yīng)電機(jī)4的轉(zhuǎn)速得到轉(zhuǎn)速反饋值兩轉(zhuǎn)速差值通過(guò)矢量控制模塊1計(jì)算得到兩相靜止電壓，即控制電壓u_α和u_β，然后將得到的兩相靜止電壓u_α和u_β通過(guò)SVPWM調(diào)制模塊2得到三路PWM波信號(hào)，并控制三相逆變模塊3中對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通與關(guān)斷，從而產(chǎn)生三相正弦電壓以控制交流感應(yīng)電機(jī)輸出相應(yīng)的三相電流i_A、i_B和i_C，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速反饋值達(dá)到轉(zhuǎn)速期望值

但在實(shí)際應(yīng)用中，由于工作時(shí)間的增長(zhǎng)、環(huán)境的干擾等諸多因素的影響，速度傳感器5的損壞、故障在所難免。如何避免因此種故障而影響整個(gè)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行已越來(lái)越受到人們所關(guān)注，因此容錯(cuò)控制技術(shù)也相應(yīng)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。

目前應(yīng)用較為廣泛的幾種智能控制容錯(cuò)方法如模糊故障容錯(cuò)控制、專(zhuān)家系統(tǒng)故障容錯(cuò)控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障容錯(cuò)控制都存在系統(tǒng)復(fù)雜、計(jì)算量大、計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)等明顯的問(wèn)題，又由于控制芯片性能的局限性，上述幾種方法都很難應(yīng)用于在線容錯(cuò)控制當(dāng)中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種簡(jiǎn)單、計(jì)算量小的在線容錯(cuò)電動(dòng)汽車(chē)交流感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，以提高對(duì)速度傳感器故障的容錯(cuò)能力，實(shí)現(xiàn)整個(gè)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)在發(fā)生速度傳感器故障后一段時(shí)間內(nèi)依然能夠安全、平穩(wěn)、正常的運(yùn)行，進(jìn)而提高整個(gè)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的抗擾性與魯棒性。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明在線容錯(cuò)電動(dòng)汽車(chē)交流感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，包括：包括：矢量控制模塊、SVPWM調(diào)制模塊、三相逆變模塊，交流感應(yīng)電機(jī)和速度傳感器，駕駛員通過(guò)踏板信號(hào)給出驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的期望轉(zhuǎn)速然后與轉(zhuǎn)速反饋值進(jìn)行差值，兩轉(zhuǎn)速差值通過(guò)矢量控制模塊計(jì)算得到兩相靜止電壓，即控制電壓u_α和u_β，然后將得到的兩相靜止電壓u_α和u_β通過(guò)SVPWM調(diào)制模塊得到三路PWM波信號(hào)，并控制三相逆變模塊中對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通與關(guān)斷，從而產(chǎn)生三相正弦電壓以控制交流感應(yīng)電機(jī)輸出相應(yīng)的三相靜止電流i_A、i_B和i_C，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速反饋值達(dá)到轉(zhuǎn)速期望值

速度傳感器對(duì)采集交流感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，得到采集轉(zhuǎn)速

其特征在于，包括：

一速度估計(jì)模塊，根據(jù)兩相靜止電壓u_α和u_β、三相靜止電流i_A、i_B和i_C對(duì)交流感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行估計(jì)，得到估計(jì)轉(zhuǎn)速

一容錯(cuò)控制模塊，在容錯(cuò)控制模塊中，首先計(jì)算速度傳感器采集轉(zhuǎn)速變化率δ：

為速度傳感器上一時(shí)刻采集的交流感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；

然后根據(jù)設(shè)定的故障檢測(cè)閥值θ（此值由用戶(hù)根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)自行調(diào)整設(shè)置）判斷速度傳感器的狀態(tài)，并依據(jù)采集轉(zhuǎn)速估計(jì)轉(zhuǎn)速計(jì)算得到轉(zhuǎn)速反饋值

（1）、若δ<θ，則認(rèn)為速度傳感器未發(fā)生故障，轉(zhuǎn)速反饋值

（2）、若δ≥θ，則認(rèn)為速度傳感器發(fā)生故障，轉(zhuǎn)速反饋值為：

公式（2）中，為故障發(fā)生前一時(shí)刻的速度傳感器采集轉(zhuǎn)速值，為采集轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的后驗(yàn)概率，為估計(jì)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的后驗(yàn)概率，其計(jì)算公式為：

公式（3）中，為速度傳感器采集轉(zhuǎn)速用于控制的先驗(yàn)概率，為估計(jì)轉(zhuǎn)速用于控制的先驗(yàn)概率，先驗(yàn)概率根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，且

公式（3）中，為速度傳感器采集轉(zhuǎn)速用于控制的條件概率，為估計(jì)轉(zhuǎn)速用于控制的條件概率，且：

其中，T為故障發(fā)生持續(xù)時(shí)間，Ts為控制周期，λ為概率變化率，表征條件概率變化的快慢，由用戶(hù)根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)自行調(diào)整設(shè)置。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：