[發明專利]一種基于電壓模型的主動阻尼系統及主動阻尼方法

有效

• 申請號: 201711344764.2
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN107834926A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 沈天珉;朱赟俊
• 申請（專利權）人: 成都富臨精工新能源動力有限公司
• 主分類號: H02P21/13
• 分類號: H02P21/13;H02P21/18;H02P21/28;H02P21/05;H02P27/08
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司51214
• 代理人: 劉凱

1.一種基于電壓模型的主動阻尼系統，其特征在于：所述主動阻尼系統由VCU、主動阻尼單元、FOC、SVPWM、直流電源、IGBT模塊、整車電機M和電流電壓檢測模塊組成，所述主動阻尼單元包括磁通觀測器、高通濾波器和扭矩合成模塊；

所述VCU用于發出給定轉矩Te；

所述磁通觀測器用于得到電機實際轉速n；

所述所述高通濾波器用于輸出電機偏差轉速△n；

所述扭矩合成模塊用于對給定轉矩與主動阻尼產生的偏差轉矩△Te合成得到指令轉矩Te^*；

所述FOC用于得到指定電壓U^*V^*W^*；

所述SVPWM用于向IGBT模塊發出6路變化的PWM波；

所述直流電源通過6路PWM波控制的IGBT模塊逆變成三相交流電壓UWV去控制整車電機M。

2.一種如權利要求1所述的基于電壓模型的主動阻尼系統的主動阻尼方法，其特征在于：VCU根據駕駛員加速踏板命令發出給定轉矩Te，根據檢測出的電機電壓和電流通過磁鏈觀測器得出電機實際轉速n，實際轉速通過高通濾波器輸出電機偏差轉速△n，根據△n得到當電機轉速波動時增加在電機轉速波動相反方向的偏差轉矩△Te，給定轉矩與主動阻尼產生的偏差轉矩△Te合成得到指令轉矩Te^*，指令轉矩Te^*和通過檢測電機電流得到的反饋轉矩參與FOC控制，FOC根據參與控制的轉矩得到指令電壓U^*V^*W^*，指令電壓經過SVPWM變化發出6路PWM波，直流電源通過6路PWM控制的IGBT模塊逆變成三相交流電壓UWV去控制整車電機。

3.根據權利要求2所述的基于電壓模型的主動阻尼系統的主動阻尼方法，其特征在于：所述磁通觀測器通過監測到的電壓電流信號得到電機實際轉速n，其具體的計算方法是：

定子磁鏈的表達式為：

令E＝u—iR，上式可寫成為：

ψs=ES=(S+ωc)E(S+ωc)S=SE(S+ωc)S+ωx(S+ωc)S]]>

對上式進行改寫：

=ES+ωc+ωcE(S+ωc)S=ES+ωc+ωc(S+ωc)ES]]>

上式中，ψ_s為定子磁鏈，關于電機的表述中用下標S表示電機定子；u為定子電壓；R為定子電阻；i為定子電流；E為反電動勢；ω_c為低通濾波的截止頻率；

從上面的表達式可以看出第一部分為反電動勢E的低通濾波，第二部分中E/S是定子磁鏈，最終磁鏈觀測輸出結果由兩個低通濾波之和決定，而截止頻率的大小決定了不同頻率下這兩個部分的比重；

根據定子磁鏈和電機轉速的關系可得電機轉速n：

ψs=ψsα2+ψsβ2]]>

tanθ=ψsαψsβ]]>

ω=dθdt]]>

n＝9.55ω

上式中，ψ_sα為定子α軸磁鏈；ψ_sβ為定子β軸磁鏈；θ為定子磁鏈空間位置角；ω為電機角速度；n為電機轉速。

4.根據權利要求2所述的基于電壓模型的主動阻尼系統的主動阻尼方法，其特征在于：所述實際轉速通過高通濾波器輸出電機偏差轉速△n，根據△n得到偏差轉矩△Te，通過扭矩合成模塊合成指令轉矩Te^*的具體計算方法是：

設定高通濾波器截止頻率為ω₁，當電機轉速變化頻率大于ω₁時高通濾波輸出電機偏差轉速△n，當電機轉速變化頻率小于ω₁時高通濾波器忽略電機轉速變化，得到的通過高通濾波器后的電機偏差轉速△n；

根據△n可得偏差轉矩△Te：

△Te＝kp·△n

因此可得指令轉矩Te^*：

Te^*＝Te-△Te

上式中，kp為可設比例系數；

當電機轉速波動到一定頻率時，向電機轉速波動相反的方向增加一個偏差轉矩△Te，此時指令轉矩由VCU發出的給定轉矩變為波動轉矩。