[發(fā)明專利]車用永磁同步電機目標運行點的智能控制方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011389846.0
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112615576A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設計）人: 丁紅杰;蘇建華;郭成明;劉延濤;楊洪
• 申請（專利權）人: 鄭州中電新能源汽車有限公司
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P25/022
• 代理公司: 西安研創(chuàng)天下知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 61239
• 代理人: 郭璐

1.車用永磁同步電機目標運行點的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，包括動態(tài)混合系統(tǒng)和運算控制單元。

2.根據(jù)權利要求1所述的車用永磁同步電機目標運行點的智能控制系統(tǒng)，其特征在于：所述動態(tài)混合系統(tǒng)包括一個具有m種配置的電機驅動器逆變器以及一個具有n個狀態(tài)變量的連續(xù)進程的永磁同步電機；

電機驅動器逆變器包括功率半導體、功率半導體的驅動板、實現(xiàn)所述運算控制單元功能的控制板，或者驅動板和控制板合并為一塊板，以及電流采集裝置等；

所述電機驅動器逆變器輸出三相線到車用永磁同步電機，并采集這三相線中的三相或者兩相的電流；同時采集電機轉子的位置信息，并將該位置信息以電壓信號的形式輸入到電機驅動器逆變器中，用于永磁同步電機以機械能驅動車輛運動。

3.根據(jù)權利要求1所述的車用永磁同步電機目標運行點的智能控制系統(tǒng)，其特征在于：所述運算控制單元中的控制目標包括：

(1)采集電流i_a、i_b、i_c，并將采集到的電流從三相abc自然坐標系變換到dq兩相旋轉坐標系i_d、i_q；

(2)采集能量存儲裝置或者系統(tǒng)輸出端電壓U_dc；

(3)采集永磁同步電機定子旋轉位置角θ_r，并計算出電機機械角速度ω_r；

(4)將輸入的操作意圖作為目標運行點，實現(xiàn)智能控制方法。

4.根據(jù)權利要求3所述的車用永磁同步電機目標運行點的智能控制系統(tǒng)，其特征在于：所述目標運行點根據(jù)智能控制方法建立的簡化動態(tài)模型方程可表示為：

式中，F(xiàn)(k)、H₁(k)、R(θ_r)、C₂₃、H₂(k)分別表示如下：

其中，為下一時刻k+1的運行點，即為目標運行點，為當前時刻k的運行點，即基準運行點，R_s為定子電樞相繞組電阻，L_d為直軸電感，L_q為交軸電感，ω_r為電機的機械角速度，T_e為計算周期，θ_r為電機定子旋轉位置角，ψ_f為永磁體磁鏈，U_dc為車輛能量儲存裝置或系統(tǒng)輸出端電壓。

5.車用永磁同步電機目標運行點的智能控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：通過建立m個非線性數(shù)學模型方程來獲得電機驅動器和永磁同步電機構成的整體系統(tǒng)動態(tài)特性的一般模型方程，m個不同控制配置的數(shù)學模型表示為：

x(t+τ)＝x(t)+τf(x(t),u_j(t)) (2)，

其中，j表示不同控制配置所對應的編號，x(t)表示已測量得到的狀態(tài)變量，τ代表預測層面，u_j(t)代表逆變器各橋臂功率半導體器件的開關狀態(tài)組合，若某橋臂上部分功率半導體器件開通，下部分關斷，則為1，否則為0；

S2：基于建立的非線性數(shù)學模型t時刻和t+τ時刻的運行軌跡特點，構建t+τ時刻目標運行點的區(qū)域范圍，該區(qū)域范圍的建立公式為：

d_j(t)＝x(t+τ)-x(t) (3)，

其中，d_j(t)為以t時刻為基準點起點的m個可能的方向矢量，這些方向矢量代表了t時刻的初始狀態(tài)；

S3：探索式搜索目標運行點與構建的區(qū)域范圍的關系，縮小區(qū)域范圍，限定配置j以及與j所代表各橋臂上的功率半導體器件的開關狀態(tài)且僅其中一個逆變器橋臂上的功率半導體器件開關狀態(tài)不同的配置狀態(tài)所構建的小區(qū)域范圍；

S4：在構建的小區(qū)域范圍內，基于m個可能的d_j(t)以及t時刻基準點，確定三個準確配置以及計算準確配置的作用時間；

S5：基于計算出的作用時間，采用時序定位控制方法將確定的m種配置采用分段順序執(zhí)行。