[发明专利]一种在线容错电动汽车交流感应电机驱动控制系统

说明书

技术领域

本发明属于电动汽车交流感应电机驱动控制技术领域，更为具体地讲，涉及一种解决速度传感器故障的在线容错电动汽车交流感应电机驱动控制系统。

背景技术

目前电动汽车交流感应电机的驱动控制系统结构如图1所示，整个驱动控制系统结构主要由以下五个模块组成，矢量控制模块1、SVPWM调制模块2、三相逆变模块3，交流感应电机4和速度传感器5。驾驶员通过踏板信号给出驱动控制系统的期望转速通过速度传感器5采集交流感应电机4的转速得到转速反馈值两转速差值通过矢量控制模块1计算得到两相静止电压，即控制电压u_α和u_β，然后将得到的两相静止电压u_α和u_β通过SVPWM调制模块2得到三路PWM波信号，并控制三相逆变模块3中对应开关管的开通与关断，从而产生三相正弦电压以控制交流感应电机输出相应的三相电流i_A、i_B和i_C，进而实现转速反馈值达到转速期望值

但在实际应用中，由于工作时间的增长、环境的干扰等诸多因素的影响，速度传感器5的损坏、故障在所难免。如何避免因此种故障而影响整个驱动控制系统的安全、稳定运行已越来越受到人们所关注，因此容错控制技术也相应得到了越来越广泛的应用与发展。

目前应用较为广泛的几种智能控制容错方法如模糊故障容错控制、专家系统故障容错控制和神经网络故障容错控制都存在系统复杂、计算量大、计算时间长等明显的问题，又由于控制芯片性能的局限性，上述几种方法都很难应用于在线容错控制当中。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种简单、计算量小的在线容错电动汽车交流感应电机驱动控制系统，以提高对速度传感器故障的容错能力，实现整个驱动控制系统在发生速度传感器故障后一段时间内依然能够安全、平稳、正常的运行，进而提高整个驱动控制系统的抗扰性与鲁棒性。

为实现上述发明目的，本发明在线容错电动汽车交流感应电机驱动控制系统，包括：包括：矢量控制模块、SVPWM调制模块、三相逆变模块，交流感应电机和速度传感器，驾驶员通过踏板信号给出驱动控制系统的期望转速然后与转速反馈值进行差值，两转速差值通过矢量控制模块计算得到两相静止电压，即控制电压u_α和u_β，然后将得到的两相静止电压u_α和u_β通过SVPWM调制模块得到三路PWM波信号，并控制三相逆变模块中对应开关管的开通与关断，从而产生三相正弦电压以控制交流感应电机输出相应的三相静止电流i_A、i_B和i_C，进而实现转速反馈值达到转速期望值

速度传感器对采集交流感应电机的转速，得到采集转速

其特征在于，包括：

一速度估计模块，根据两相静止电压u_α和u_β、三相静止电流i_A、i_B和i_C对交流感应电机转速进行估计，得到估计转速

一容错控制模块，在容错控制模块中，首先计算速度传感器采集转速变化率δ：

为速度传感器上一时刻采集的交流感应电机的转速；

然后根据设定的故障检测阀值θ（此值由用户根据实际系统自行调整设置）判断速度传感器的状态，并依据采集转速估计转速计算得到转速反馈值

（1）、若δ<θ，则认为速度传感器未发生故障，转速反馈值

（2）、若δ≥θ，则认为速度传感器发生故障，转速反馈值为：

公式（2）中，为故障发生前一时刻的速度传感器采集转速值，为采集转速对应的后验概率，为估计转速对应的后验概率，其计算公式为：

公式（3）中，为速度传感器采集转速用于控制的先验概率，为估计转速用于控制的先验概率，先验概率根据经验确定，且

公式（3）中，为速度传感器采集转速用于控制的条件概率，为估计转速用于控制的条件概率，且：

其中，T为故障发生持续时间，Ts为控制周期，λ为概率变化率，表征条件概率变化的快慢，由用户根据实际系统自行调整设置。

本发明的目的是这样实现的：