[发明专利]基于最小谐振峰值算法的电动车异步电机控制参数设计方法

说明书

技术领域

本发明属于电动车异步电机控制技术领域，更为具体地讲，涉及基于最小谐振峰值法的电动车异步电机控制参数设计方法。 

背景技术

异步电机控制器的调试通常会经历台架试验、电磁兼容试验、盐雾试验、振动试验以及上车试验等一系列试验，最终成为满足电动车性能要求的异步电机控制器。台架试验时，控制参数的设计以控制器性能满足国标要求为目的；上车试验时，控制参数又会因电动车性能要求以及所处环境要求进行多次调整。而异步电机是一个多变量、非线性、强藕合的控制对象，控制器的参数往往难以整定；并且PI控制器参数与电机参数的不利组合，可能引起系统中电磁能量的瞬间突变，形成谐振过电压，当谐振发生时，其电压峰值太大，会影响电机的安全稳定运行，甚至造成安全事故。 

通常，电动车异步电机控制参数的设计方法是技术人员依靠经验得出一组原始的控制参数，然后经反复试验并调整控制参数，最后得出一组较为理想的控制参数。但是，这种电动车异步电机控制参数的设计方法通常依靠技术人员的经验以及反复的试验，效率较低；设计的控制参数仍然可能使系统存在较大的谐振峰值。 

发明内容

本发明为克服上述技术问题，提供了一种基于最小谐振峰值算法的电动车异步电机控制参数设计方法，通过在上位机软件中输入被控异步电机的一组电机参数，按照最小谐振峰值算法计算电机控制器的相关参数，再将设计好的参数配置到异步电机驱动控制器，提高设计效率，使系统谐振峰值最小。 

基于最小谐振峰值算法的电动车异步电机控制参数设计方法，其设计流程为：将被控异步电机的电机参数和矢量控制算法d环和q环反馈电流滤波器的滤波时间常数按照最小谐振峰值算法得到电动车异步电机的控制器的PI控制器参数，然后将得到的PI控制器参数配置到异步电机驱动控制器，完成电动车异步电机控制参数设计流程；所述电动车异步电机的控制器的PI控制器参数包括d环 PI控制器比例系数K_{p_d}、d环PI控制器积分系数K_{i_d}、q环PI控制器比例系数K_{p_q}、q环PI控制器积分系数K_{i_q}； 

所述得到的电动车异步电机的控制器的PI控制器参数的具体公式为： 

d环PI控制器比例系数K_{p_d}计算公式：

d环PI控制器积分系数K_{i_d}计算公式：

q环PI控制器比例系数K_{p_q}计算公式：

q环PI控制器积分系数K_{i_q}计算公式：

所述被控异步电机的电机参数包括：电机相数n_phase，定子导体数n_stator，转子槽数n_{rotator_slot}，励磁电感L_1u，定子漏电感L_σ1，转子漏电感L_σ2，转子电阻R_r，定子电阻R_s。 

所述矢量控制算法为一种通用的双闭环电机控制算法，d环和q环为矢量控制算法模型中的励磁电流环和转矩电流环。矢量控制算法模型包括三相坐标系到两相静止坐标系的变换模块(Clark变换模块)、两相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换模块(Park变换模块)、两相旋转坐标系到两相静止坐标系的变换模块(Park逆变换模块)、空间矢量脉宽调制(SVPWM)模块、三相逆变器模块、磁链观测模块、PI控制器以及滤波器。 

所述滤波器为一阶低通滤波器，其传递函数公式如下所示： 

G(s)=1τs+1---(1)]]>

其中，τ为滤波时间常数。 

所述最小谐振峰值算法的具体如下： 

(1)、d环与q环待校正系统开环传递函数分别为：