[發明專利]一種基于內模的電動汽車速度跟蹤控制方法

有效

• 申請號: 201911329029.3
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN110979024B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 平兆武;李垚熠;熊邦國;黃云志
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: B60L15/20
• 分類號: B60L15/20
• 代理公司: 合肥云道爾知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34230
• 代理人: 閆興貴

本發明公開了一種基于內模的電動汽車速度跟蹤控制方法，該方法包括：步驟1，選擇永磁同步電機作為驅動電機并將電機模型與電動汽車傳動系統整合，建立整體系統的非線性數學模型；步驟2，將電動汽車的速度跟蹤和干擾抑制問題描述為一個全局魯棒伺服控制問題；步驟3，設計內模，將整體系統的全局魯棒伺服控制問題轉化為由整體系統和內模組成的增廣系統的全局魯棒鎮定問題；步驟4，采用反步法設計狀態反饋控制器，解決增廣系統的全局魯棒鎮定問題。本發明針對電動汽車行駛過程中運行環境造成系統參數變化和系統外界干擾引入的現象，設計了基于內模的狀態反饋控制器，實現了電動汽車速度跟蹤控制。

技術領域

本發明涉及伺服系統控制領域，具體涉及一種基于內模的電動汽車速度跟蹤控制方法。

背景技術

隨著世界石油資源短缺和環境污染日益嚴重，尋找新形式的能源代替石油為汽車提供動力已成為必然的趨勢，而電動汽車則是新能源汽車中的主力軍。永磁同步電機因其功率因數高、低損耗等優良性能而被廣泛應用在電動汽車中。然而，把永磁同步電機用作電動汽車的驅動裝置時，電機或汽車傳動系統參數的變化以及系統外界干擾的引入會直接影響電機的控制性能，進而影響車輛的行駛特性。

此外，非線性輸出調節理論近年來經歷了快速的發展，而作為其常用控制策略的內模控制方法能夠解決復雜系統的軌跡跟蹤與干擾抑制問題，并具有良好的魯棒性。針對電動汽車的整體復雜非線性系統，內模控制方法可以實現高精度的速度跟蹤與干擾抑制性能，并允許整體系統的所有參數未知。

發明內容

基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種基于內模的電動汽車速度跟蹤控制方法。針對電動汽車的整體復雜系統，設計了內模控制器，從而實現了高精度的速度跟蹤與干擾抑制性能，并具有良好的魯棒性。

本發明的技術方案是：

一種基于內模的電動汽車速度跟蹤控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：選擇永磁同步電機作為驅動電機并將電機模型與電動汽車傳動系統整合，建立整體系統的非線性數學模型；

步驟2：將電動汽車的速度跟蹤和干擾抑制問題描述為一個全局魯棒伺服控制問題；

步驟3：設計內模，將整體系統的全局魯棒伺服控制問題轉化為由整體系統和內模組成的增廣系統的全局魯棒鎮定問題；

步驟4：采用反步法設計狀態反饋控制器，解決增廣系統的全局魯棒鎮定問題。

進一步地，所述的一種基于內模的電動汽車速度跟蹤控制方法，其特征在于，步驟1中，選擇永磁同步電機作為驅動電機并將電機模型與電動汽車傳動系統整合，建立整體系統的非線性數學模型，其過程如下：

1.1，永磁同步電機數學模型如下：

其中θ_M為電機轉子角度，ω_M為電機轉子角速度，i_d,i_q,u_d,u_q為dq軸定子電流與電壓，J_M為電機的轉動慣量，T_L為電機的負載轉矩，Φ_v為轉子磁鏈，p為電機極對數，R_s,L為定子電阻與電感，B為粘性摩擦系數。

1.2，通過分析電動汽車在行駛過程中的受力，可以得到電動汽車傳動系統的模型如下：