[發(fā)明專利]電動車輛驅動系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710241599.1
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN107070339A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權）人: 吳樂詩
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P27/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種電動車輛驅動系統(tǒng)，其特征在于，包括DC/DC變換單元、逆變器、永磁同步電機、Cark變換模塊、Park變換模塊、轉子位置傳感器、分數(shù)階PID調節(jié)器、電流調節(jié)器、Park逆變換模塊、和脈沖寬度調制模塊；所述轉子位置傳感器的輸入端連接永磁同步電機的轉子參數(shù)輸出端，轉子位置傳感器的轉子位置輸出端連接Park變換模塊的轉子位置數(shù)據輸入端；轉子位置傳感器的轉子角速度數(shù)據輸出端連接第一比較器的反向輸入端，第一比較器的正向輸入端與轉速給定信號相連；第一比較器的輸出端與分數(shù)階PID調節(jié)器的輸入端連接，分數(shù)階PID調節(jié)器的輸出端連接第二比較器的正向輸入端，第二比較器的反向輸入端與Park變換模塊的q軸電流輸出端相連；即d軸電流給定值恒為零，d軸電流給定值與第三比較器的正向輸入端相連，第三比較器的反向輸入端與Park變換模塊的d軸電流輸出端相連；第二比較器和第三比較器的輸出端與電流調節(jié)器相連，電流調節(jié)器的輸出端通過Park逆變換模塊與脈沖寬度調制模塊相連，脈沖寬度調制模塊輸出調制信號至逆變器，逆變器接收DC/DC變換單元的輸出電壓Vo，根據調制信號打開/關閉逆變器中的IGBT，從而輸出可變頻率的電壓信號至永磁電機；通過轉子位置傳感器采集永磁同步電機的轉子位置θ、實際轉速ωm，通過電流傳感器采集逆變器輸出的其中兩相ia、ib，ia、ib經過Clark變換和Park變換，得到永磁同步電機在dq軸坐標系下的等效電流id和iq；第一比較器將轉速給定值與實際轉速ωm進行比較，偏差信號經過分數(shù)階PID調節(jié)器調節(jié)，分數(shù)階PID調節(jié)器的輸出值作為q軸的電流給定值d軸電流給定值第二比較器對iq與進行比較，第三比較器對id與進行比較，第二比較器和第三比較器的比較結果送入電流調節(jié)器，通過電流調節(jié)器調節(jié)后得到dq軸坐標系下的q軸電壓給定值和d軸電壓給定值Park逆變換模塊對和進行Park逆變換后，依次輸出給脈沖寬度調制模塊和逆變器，從而得到永磁同步電機的三相輸入電壓，驅動永磁同步電機運行；所述DC/DC變換單元包括電感L、串聯(lián)連接的晶體管Q1與Q2，晶體管Q1與Q2分別反并聯(lián)有二極管D1與D2；電感L一端經由開關SR1連接到電池的正極，另一端連接到晶體管Q1與晶體管Q2之間的中間點；電容C1的一端連接于開關SR1與電感L之間，另一端接電池負極，電容器C1對電池電壓進行平滑；晶體管Q1與Q2串聯(lián)后與電容C2并聯(lián)，電容C2作為DC/DC變換單元的輸出電容，逆變器連接于電容C2的兩端；電壓傳感器V1檢測電池的電壓Vin，并將檢測得到的電壓Vin提供給MCU；MCU控制開關SR1的開/閉；MCU以PWM的方式分別向晶體管Q1與Q2提供觸發(fā)信號G11、G12；電壓傳感器V2檢測DC/DC變換單元的輸出電壓Vo，并將檢測得到的電壓Vo提供給MCU；DC/DC變換單元對來自電容器C1的電壓進行升壓，并將升壓后的電壓提供給電容器C2；電容器C2對輸出電壓進行平滑，并將平滑后的電壓提供給逆變器；MCU將電壓Vo與設定值Vdc相比較，根據二者的差值調節(jié)G11、G12的占空比，從而使得Vo＝Vdc。

2.根據權利要求1所述的電動車輛驅動系統(tǒng)，其特征在于所述電流調節(jié)器用于計算q軸電壓給定值和d軸電壓給定值第二比較器與第三比較器輸出的偏差信號分別送入d軸PI調節(jié)器與q軸PI調節(jié)器，d軸PI調節(jié)器的輸出電壓為U_d，q軸PI調節(jié)器的輸出電壓為U_q，U_d、U_q、V_o送入電壓極限環(huán)，得到和通過第四比較器對U_q與進行比較，得到偏差△U_q，△U_q經比例模塊1/Kqp被送入q軸PI調節(jié)器中的積分模塊，對△U_q進行PI調節(jié)，使得通過第五比較模塊對U_d與進行比較，得到偏差△U_d，△U_d經比例模塊1/Kdp被送入d軸PI調節(jié)器中的積分模塊,對△U_d進行PI調節(jié)，使得

3.根據權利要求1所述的電動車輛驅動系統(tǒng)，其特征在于，所述分數(shù)階PID控制器的傳遞函數(shù)為：其中參數(shù)λ、μ、kp、ki，kd通過如下方式確定：

S110：根據系統(tǒng)的控制性能要求選取理想閉環(huán)參考模型H(S)的截止頻率ωc和階次α；S120：由H(s)及G_c(S)，計算控制對象模型S130：獲取實際被控對象Gp(s)的頻域響應數(shù)據，若與Gp(s)在ω＝0和ω＝ωx處的頻率響應相同，則ωx選取為原系統(tǒng)的Gp(s)相位裕量的穿越頻率|Gp(jωx)|＝1，先選取λ＝α，有然后根據有k_p、k_d在ω＝ω_x處與μ的函數(shù)關系為：

其中，

S140：通過尋優(yōu)辨識出未知對象的理想形式中的參數(shù)，使在截止頻率范圍內最大限度地接近實際對象Gp(s)的頻域響應指標；建立頻域響應誤差指標并在0＜μ＜2范圍內對誤差指標優(yōu)化最終得到分數(shù)階控制器的參數(shù)。