[發明專利]一種輪轂電機電流傳感器故障診斷與重構的控制方法

有效

• 申請號: 201811430293.1
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN109633436B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 孫曉東;曹俊豪;陳龍;楊澤斌;周衛琪;田翔
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34;G01R19/165
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種輪轂電機故障診斷與重構的控制方法，在對傳感器的三種主要故障類型分析的基礎上，建立輪轂電機轉速閉環控制下傳感器輸出電流的表達式，提供一種輪轂電機驅動電流傳感器故障診斷和電流信息重新構造的控制方法。提出的方法可用于處理傳感器完全失效故障，同時能夠實現對傳感器固定偏差和漂移誤差的在線修正能力。該控制器模型依靠電流信息和電機轉子位置信息進行實時檢測和控制，對于電機驅動系統參數的變化并不敏感，因此有效提高了該控制器的魯棒性和實時性。

技術領域

本發明屬于新能源汽車領域，特別涉及一種輪轂電機電流傳感器故障診斷與重構的控制方法。

背景技術

由于傳統內燃機汽車帶來嚴重的能源消耗以及環境污染問題，各國正積極研究開發新能源汽車來應對和解決油耗與污染問題，希望通過汽車工業的新技術革新來解決所面臨的能源與環境危機。同時各國不斷提升汽車節能減排有關政策標準，傳統動力汽車逐漸向新能源汽車過渡，新能源汽車的電機驅動技術快速發展。

輪轂電機技術是將動力裝置、傳動裝置和制動裝置都整合到輪轂內的分布式驅動方式，由于自身的結構特點，輪轂電機具有諸多優點：取消了傳統汽車的動力傳動系統各部件，使車輛整體結構簡單，底盤空間利用率增大；可以容易的實現單個車輪獨立驅動，使車輛驅動模式的設計更加靈活，可以達到驅動力的最優分配；可以通過對單個或多個輪轂電機進行控制，車輛動力學控制的能力得到提高，車輪響應更加迅速，減少了動力在傳遞過程中產生的損耗，提高了汽車的整體效率。因此，輪轂電機驅動系統成為電動汽車驅動系統的較好選擇。

輪轂電機的穩定可靠運行依賴于電機控制技術，因此對電機各種運行狀況下控制策略的研究必不可少。在實際的工業控制系統尤其是高性能的調速場合，電流傳感器是重要的采集電流信號的元件，在高低溫、潮濕等環境下可能發生故障導致精度的降低甚至損壞，這將直接影響到電機的調速性能，影響電機運行穩定性和可控性，甚至造成危害影響車輛駕駛員的生命安全。因此，輪轂電機電流傳感器的故障控制研究是十分重要的。

國內相同技術領域公開的專利申請有：名稱是“電流傳感器故障重構方法”，申請號：201610033585.6，該專利申請針對用于永磁同步電機電流傳感器故障重構方法及裝置。首先，該控制方法通過構造狀態方程得到正常的電流觀測值，這需要精確的電機驅動系統模型和明確的系統參數，眾所周知，電機在實際運行過程中由于溫度的變化會引起電機參數的變化，因此，該控制方法不具備良好的魯棒性，同時該控制方法需要對整個電機驅動系統建立模型，對于系統計算能力要求比較高。

發明內容

本發明的目的是針對上述問題在對傳感器的三種主要故障類型分析的基礎上，建立輪轂電機轉速閉環控制下傳感器輸出電流的表達式，提供一種輪轂電機驅動電流傳感器故障診斷和電流信息重新構造的控制方法。提出的方法可用于處理傳感器完全失效故障，同時能夠實現對傳感器固定偏差和漂移誤差的在線修正能力。

本發明采用的技術方案是采用如下步驟：

一種輪轂電機電流傳感器故障診斷與重構的控制方法，包括以下步驟：

1)根據電流傳感器的三種主要故障類型建立輪轂電機轉速閉環控制下傳感器故障時輸出電流i_x的表達式；2)通過電流傳感器測量三相電流i_a,i_b,i_c；3)利用相電流幅值對電流進行標幺化處理，得到標幺化的相電流i_xN；4)通過構造故障檢測變量W、U的表達式對電流傳感器進行故障檢測；5)構造傳感器故障處理的優先級，并且通過構造故障診斷變量R_x、S_x的表達式確定傳感器故障的位置；6)按照故障處理優先級以及傳感器故障診斷信息，通過計算重新構造電流輸出值；7)完成傳感器電流故障診斷以及故障電流重構后，將重構的電流與正常的傳感器輸出電流共同輸出作為電流閉環控制的反饋電流，實現電機的正常運行。