[發明專利]一種轉向助力電機的多模式控制方法

在審

• 申請號: 202211103600.1
• 申請日: 2022-09-09
• 公開（公告）號: CN115987167A
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 劉衛平;李任;楊祥卓;盧希全
• 申請（專利權）人: 吉林大學;吉林省馭功智能科技有限責任公司
• 主分類號: H02P23/00
• 分類號: H02P23/00;H02P23/12;H02P23/14;H02P25/022;H02P27/08;B62D5/04
• 代理公司: 沈陽銘揚聯創知識產權代理事務所(普通合伙) 21241
• 代理人: 屈芳

1.一種轉向助力電機的多模式控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)通過數據采集模塊采集車輛運行中的各種傳感器信號；

2)通過對采集的傳感器信號的實時處理與分析，判斷出當前車輛所處的工作狀態，設置方向盤轉矩信號與角速度信號閾值作為電機工作模式的判斷標準，選擇電機的工作模式，超過閾值則電機處于緊急轉向模式，其他情況均屬于正常工作模式；

3)當電機處于正常工作模式下，根據上層控制要求的目標電流，通過當前設計的無差拍滑膜控制方式輸出目標電流，實現電機電流環的控制；

4)當電機處于緊急轉向模式下，根據上層控制要求的目標轉速，通過自抗擾弱磁控制方式，輸出目標轉速，實現電機轉速環的控制。

2.按照權利要求1所述的一種轉向助力電機的多模式控制方法，其特征在于，步驟3中電機電流環控制包括：搭建電流環模型，所述電流環模型包括電流PID模塊、Clark變換模塊、Clark逆變換模塊、Park變換模塊、Park逆變換模塊、SVPWM模塊以及測距模塊，電機的三相電流數據經過Clark變換模塊后經由Park變換模塊，，設置一滑膜觀測器在Park變換模塊的輸出端，經滑膜觀測器的數據反饋至無差拍控制器反饋后輸出至Park逆變換模塊，測距模塊所測數據至Park逆變換模塊，Park逆變換模塊的輸出至Clark逆變換模塊和SVPWM模塊值逆變器。

3.按照權利要求2所述的一種轉向助力電機的多模式控制方法，其特征在于，無差拍控制模塊控制過程包括：

建立三相坐標系下的永磁同步電機三相平衡方程：

其中，U_a、U_b、U_c為電機的端電壓，R_s為繞組電阻，i_a、i_b、i_c為繞組電流，Ψ_a、Ψ_b、Ψ_c為三相磁鏈，p為微分算子；

經過Clark變換與Park變換將三項靜止坐標系下的電壓方程轉換為dq兩相同步旋轉坐標系下的電壓方程：

U_d＝L_d*(di_d/dt)-W_eL_di_q+R_si_d

U_q＝L_q*(di_q/dt)+W_eL_qi_d+W_eψ_f+R_si_q

其中，U_d、U_q為dq軸電壓，i_d、i_q為dq軸電流，W_e為電機的電角速度，Ψ_f為永磁體磁鏈；

對電壓方程進行離散化，得到未來時刻的電流預測值：

其中，T為采樣時間，所有帶時間標志k的數據均為實時采集數據，同時，R、T、L、Ψ參數已提前獲取，預測出下一階段的電流值，實現對電流值的控制。

4.按照權利要求2所述的一種轉向助力電機的多模式控制方法，其特征在于，滑膜觀測模塊通過選擇滑模面以及設計相應的滑模控制函數用于補償電機參數，滑模面S＝i_hat-i，其中，S為滑模面，i_hat為電流估計量，i為電流真實值，使得電流估計量越來越來趨近于真實值，相應的滑模控制函數將作為趨近方程，總的滑模控制函數為其中p、λ為趨近律參數。

5.按照權利要求2所述的一種轉向助力電機的多模式控制方法，其特征在于，步驟4中轉速環控制的具體實現方法如下：搭建好的電流環模型上測距模塊的輸出端設置測速模塊，所述測速模塊連接至反饋的輸入端，無差拍控制模塊的輸入端設置自抗擾控制器，并在無差拍控制模塊的輸出端以及自抗擾控制器的輸出端之間設置弱磁控制模塊。