專利名稱：一種電動車通用電機(jī)驅(qū)動控制器的設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電動車電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及一種電動車通用電機(jī)驅(qū)動控制器的設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
隨著社會的發(fā)展以及能源、環(huán)保等問題的日益突出，純電動車以其零排放、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)越來越受到世界各國的重視，電動車已成為21世紀(jì)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，是綠色車輛最主要的發(fā)展方向之一。在電動車的研究過程中，關(guān)鍵的技術(shù)內(nèi)容包括驅(qū)動電池技術(shù)，電機(jī)技術(shù)，驅(qū)動系統(tǒng)控制與集成技術(shù)，電池監(jiān)視與管理系統(tǒng)技術(shù)，充電系統(tǒng)技術(shù)，電動車整車布置及匹配技術(shù)。其中，電動車驅(qū)動控制器的設(shè)計(jì)作為電動車研發(fā)過程中最重要的內(nèi)容之一，對于設(shè)計(jì)方法的通用性以及便捷性等方面的要求越來越高。 通常，電機(jī)驅(qū)動控制器的設(shè)計(jì)方法是技術(shù)人員針對某一固定型號的電機(jī)，設(shè)計(jì)專門的電機(jī)驅(qū)動控制器，驅(qū)動控制器中的PI (比例積分)控制器參數(shù)以及相關(guān)參數(shù)的標(biāo)幺化增益都是由技術(shù)人員計(jì)算所得。但是，這種電機(jī)驅(qū)動控制器的設(shè)計(jì)方法通常依靠技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)，通用性不強(qiáng)；對于多臺不同型號的電機(jī)，技術(shù)人員需要設(shè)計(jì)多次才能得到對應(yīng)不同電機(jī)的驅(qū)動控制器，工作量較大。因此，電動車電機(jī)驅(qū)動的設(shè)計(jì)方法需要加以改進(jìn)，本發(fā)明將提供一種利用上位機(jī)電機(jī)驅(qū)動設(shè)計(jì)軟件的標(biāo)么設(shè)計(jì)方法。該方法通過上位機(jī)電機(jī)驅(qū)動設(shè)計(jì)軟件仿真并計(jì)算電機(jī)驅(qū)動控制器的相關(guān)參數(shù)，再通過參數(shù)配置的方式把設(shè)計(jì)好的參數(shù)下載到電機(jī)驅(qū)動控制器，使設(shè)計(jì)方法變得通用性強(qiáng)，工作量小，方便快捷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為克服上述技術(shù)問題，提供了一種電動車通用電機(jī)驅(qū)動控制器的設(shè)計(jì)方法，通過上位機(jī)電機(jī)驅(qū)動設(shè)計(jì)軟件仿真并計(jì)算電機(jī)驅(qū)動控制器的相關(guān)參數(shù)，再通過參數(shù)配置的方式把設(shè)計(jì)好的參數(shù)下載到電機(jī)驅(qū)動控制器，使設(shè)計(jì)方法變得通用性強(qiáng)，工作量小，方便快捷。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一種電動車通用電機(jī)驅(qū)動控制器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于在上位機(jī)電機(jī)驅(qū)動設(shè)計(jì)軟件中輸入電機(jī)參數(shù)，由上位機(jī)電機(jī)驅(qū)動設(shè)計(jì)軟件自動設(shè)計(jì)PI控制器的參數(shù)，并自動計(jì)算矢量控制中相應(yīng)參數(shù)所需的標(biāo)么化增益以及逆標(biāo)么化增益，經(jīng)過電機(jī)矢量控制仿真后，再通過所述上位機(jī)電機(jī)驅(qū)動設(shè)計(jì)軟件將PI控制器參數(shù)和所述相應(yīng)參數(shù)所需的標(biāo)么化增益以及逆標(biāo)么化增益下載到未初始化的電機(jī)驅(qū)動控制器，存儲于鐵電存儲器中，將電機(jī)驅(qū)動控制器設(shè)計(jì)成電動車電機(jī)驅(qū)動控制器；所述電動車電機(jī)驅(qū)動控制器讀取鐵電存儲器中的PI控制器參數(shù)和矢量控制中相應(yīng)參數(shù)所需的標(biāo)么化增益以及逆標(biāo)么化增益，并采集與電動車電機(jī)驅(qū)動控制器下端連接的的電機(jī)的數(shù)字信號和模擬信號，接收與電動車電機(jī)驅(qū)動控制器連接的總成控制器的總成控制信號，然后根據(jù)所采集的電機(jī)的數(shù)字信號和模擬信號、總成控制器的總成控制信號進(jìn)行電動車驅(qū)動系統(tǒng)的工況處理和故障處理，接著進(jìn)行矢量控制，最后進(jìn)行空間矢量脈寬調(diào)制，如此循環(huán)，完成電機(jī)驅(qū)動控制器的電機(jī)控制流程。所述上位機(jī)電機(jī)驅(qū)動設(shè)計(jì)軟件是為設(shè)計(jì)控制器所服務(wù)的一款自制上位機(jī)軟件；電機(jī)矢量控制是一種通用的電機(jī)控制方法，通過上位機(jī)通用仿真軟件把該方法運(yùn)用于電機(jī)仿真控制。所述上位機(jī)電機(jī)驅(qū)動設(shè)計(jì)軟件中輸入的電機(jī)參數(shù)包括額定相電流、額定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、極對數(shù)、轉(zhuǎn)動慣量、定子相電阻；當(dāng)電機(jī)為永磁同步電機(jī)時，則還需輸入d軸電感、q軸電感以及永磁磁鏈；當(dāng)電機(jī)為異步電機(jī)時，則還需要輸入定子漏感、轉(zhuǎn)子漏感以及定子轉(zhuǎn)子之間的互感。所述上位機(jī)電機(jī)驅(qū)動設(shè)計(jì)軟件自動計(jì)算矢量控制中相應(yīng)參數(shù)所需的標(biāo)么化增益以及逆標(biāo)么化增益的計(jì)算公式如下所示 相電流Ia標(biāo)么值計(jì)算公式
Ia
Ia^ = y-(I)
相電流標(biāo)幺值計(jì)算公式讓、=丁(2)
1M
電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速標(biāo)么值計(jì)算公式 =——(3)
&
設(shè)定轉(zhuǎn)速m標(biāo)么值計(jì)算公式③(4)
設(shè)定〃標(biāo)幺值計(jì)算公式 Idvp = ^(5)
控制電壓標(biāo)么值計(jì)算公式(6)
控制電壓標(biāo)幺值計(jì)算公式=(7)
其中，4和aW為額定相電流和額定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。學(xué)和由額定相電流、額定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速以及電機(jī)數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)得出
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權(quán)利要求
1.一種電動車通用電機(jī)驅(qū)動控制器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于在上位機(jī)電機(jī)驅(qū)動設(shè)計(jì)軟件中輸入電機(jī)參數(shù)，由上位機(jī)電機(jī)驅(qū)動設(shè)計(jì)軟件自動設(shè)計(jì)PI控制器的參數(shù)，并自動計(jì)算矢量控制中相應(yīng)參數(shù)所需的標(biāo)么化增益以及逆標(biāo)么化增益，經(jīng)過電機(jī)矢量控制仿真后，再通過所述上位機(jī)電機(jī)驅(qū)動設(shè)計(jì)軟件將PI控制器參數(shù)和所述相應(yīng)參數(shù)所需的標(biāo)么化增益以及逆標(biāo)么化增益下載到未初始化的電機(jī)驅(qū)動控制器，存儲于鐵電存儲器中，將電機(jī)驅(qū)動控制器設(shè)計(jì)成電動車電機(jī)驅(qū)動控制器；所述電動車電機(jī)驅(qū)動控制器讀取鐵電存儲器中的PI控制器參數(shù)和矢量控制中相應(yīng)參數(shù)所需的標(biāo)么化增益以及逆標(biāo)么化增益，并采集與電動車電機(jī)驅(qū)動控制器下端連接的的電機(jī)的數(shù)字信號和模擬信號，接收與電動車電機(jī)驅(qū)動控制器連接的總成控制器的總成控制信號，然后根據(jù)所采集的電機(jī)的數(shù)字信號和模擬信號、總成控制器的總成控制信號進(jìn)行電動車驅(qū)動系統(tǒng)的工況處理和故障處理，接著進(jìn)行矢量控制，最后進(jìn)行空間矢量脈寬調(diào)制，如此循環(huán)，完成電機(jī)驅(qū)動控制器的電機(jī)控制流程。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述上位機(jī)電機(jī)驅(qū)動設(shè)計(jì)軟件中輸入的電機(jī)參數(shù)包括額定相電流、額定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、極對數(shù)、轉(zhuǎn)動慣量、定子相電阻；當(dāng)電機(jī)為永磁同步電機(jī)時，則還需輸入d軸電感、q軸電感以及永磁磁鏈；當(dāng)電機(jī)為異步電機(jī)時，則還需要輸入定子漏感、轉(zhuǎn)子漏感以及定子轉(zhuǎn)子之間的互感。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述上位機(jī)電機(jī)驅(qū)動設(shè)計(jì)軟件自動計(jì)算矢量控制中相應(yīng)參數(shù)所需的標(biāo)么化增益以及逆標(biāo)么化增益的計(jì)算公式如下 相電流
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述電機(jī)驅(qū)動設(shè)計(jì)軟件與電機(jī)驅(qū)動控制器之間采用CAN通信；通信介質(zhì)采用雙絞線，或者同軸電纜，或者光導(dǎo)纖維，通信速率可達(dá)IMBPS。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述參數(shù)相電流I行么化增益、相電流標(biāo)么化增益、電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速@標(biāo)么化增益、設(shè)定轉(zhuǎn)速％標(biāo)么化增益、設(shè)定標(biāo)幺化增益、控制電壓&逆標(biāo)么化增益、控制電壓％逆標(biāo)么化增益以及六個PI控制器參數(shù)，在通信中均為四個字節(jié)，通信時每貞數(shù)據(jù)包含兩個參數(shù)，上位機(jī)電機(jī)驅(qū)動設(shè)計(jì)軟件依次把十三個參數(shù)發(fā)送給電機(jī)驅(qū)動控制器；這十三個參數(shù)的存儲類型均為float型，每個參數(shù)占四個字節(jié)，按照上面參數(shù)列出的順序，從首地址開始，依次存儲在控制板的鐵電存儲器中。
6.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述電動車電機(jī)驅(qū)動控制器采用雙閉環(huán)矢量控制標(biāo)么模型，該模型包括兩相靜止坐標(biāo)系到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的變換模塊(I)、兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系到兩相靜止坐標(biāo)系的變換模塊(2)、三相坐標(biāo)系到兩相靜止坐標(biāo)系的變換模塊(3)、三項(xiàng)逆變器模塊(4)、SVPWM模塊(5)、磁鏈觀測模塊(6)、相電流辦標(biāo)么化增益(7)、相電流Jh標(biāo)么化增益(8)、電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 標(biāo)么化增益(9)、設(shè)定轉(zhuǎn)速氣f標(biāo)么化增益(10 )、設(shè)定M耐標(biāo)么化增益(11)、控制電壓\逆標(biāo)么化增益(12 )、控制電壓i逆標(biāo)么化增益(13)、PI控制器(14)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述與電動車電機(jī)驅(qū)動控制器功率相匹配的電機(jī)的相關(guān)數(shù)字信號和模擬信號包括電流、轉(zhuǎn)速以及溫度信號。
全文摘要
本發(fā)明屬于電動車電機(jī)控制技術(shù)，涉及一種電動車通用電機(jī)驅(qū)動控制器的設(shè)計(jì)方法，在上位機(jī)電機(jī)驅(qū)動設(shè)計(jì)軟件中輸入電機(jī)參數(shù)并自動設(shè)計(jì)PI控制器參數(shù)和計(jì)算矢量控制中相應(yīng)參數(shù)所需的標(biāo)幺化增益以及逆標(biāo)幺化增益，經(jīng)仿真后再將上述參數(shù)配置到電機(jī)驅(qū)動控制器；所述控制器讀取相應(yīng)下載的值，采集與控制器連接的電機(jī)的數(shù)字信號和模擬信號，接收與控制器連接的總成控制器的總成控制信號，根據(jù)上述信號進(jìn)行系統(tǒng)工況處理和故障處理，接著進(jìn)行矢量控制，最后進(jìn)行空間矢量脈寬調(diào)制，如此循環(huán)，完成電機(jī)控制流程；本發(fā)明只需在上位機(jī)電機(jī)驅(qū)動設(shè)計(jì)軟件中輸入相應(yīng)的參數(shù)，并且把計(jì)算好的參數(shù)配置到電機(jī)驅(qū)動控制器，就能設(shè)計(jì)出針對不同型號電機(jī)的驅(qū)動控制器。
文檔編號H02P21/14GK102684593SQ20121007600
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月21日
發(fā)明者任亞輝, 蒲曉珉, 袁煬, 鄭剛 申請人:中國東方電氣集團(tuán)有限公司