[发明专利]一种混合动力车BSG转矩波动补偿控制器及其构造方法有效
申请号: | 201410232599.1 | 申请日: | 2014-05-28 |
公开(公告)号: | CN103997266A | 公开(公告)日: | 2014-08-20 |
发明(设计)人: | 陈龙;孙晓东;江浩斌;陈建锋;汪若尘;徐兴;李可 | 申请(专利权)人: | 江苏大学 |
主分类号: | H02P9/00 | 分类号: | H02P9/00 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 212013 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 混合 动力 bsg 转矩 波动 补偿 控制器 及其 构造 方法 | ||
技术领域
本发明涉及混合动力车带式驱动启动发电机(以下简称为BSG)系统转矩波动补偿控制器及其构造方法,适用于混合动力车BSG系统转矩波动的有效补偿,属于BSG混合动力技术领域。
背景技术
目前,在相关部门发布的《2013年中国机动车污染防治年报》中,公布了2013年全国机动车辆污染排放情况。机动车辆的污染是造成光化学烟雾污染、灰霾的重要原因,已成为我国空气污染的重要来源之一,因此机动车辆污染防治的紧迫性日益凸显。特别是在国务院颁布的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》中明确提出了:“2015年当年生产的乘用车平均燃料消耗量降至每百公里6.9升,到2020年降至5.0升”的目标。因此,从我国乘用车保有量的基数来看,要达到上述严格的油耗目标,仅仅依靠发展纯电动汽车是无法实现的,必须加快混合动力汽车的开发和推广。
众所周知,汽车怠速时,尾气中碳氢化合物和一氧化碳浓度高,随着车速的提升,碳氢化合物和一氧化碳浓度下降。采用BSG技术的混合动力汽车,在传统发动机上加装了带式驱动的启动发电一体式电机,可以用来控制发动机的启动与停止。由于取消了发动机的怠速运行工况,在低速和启动时可以采用电力,因此显著的降低了油耗,并且减少了污染物的排放。由此可见,采用BSG技术的混合动力汽车是实现节能环保目标的最快捷有效的技术解决手段之一,受到了各国政府和汽车公司越来越多的重视。
BSG电机是BSG系统中的一个关键装置,高效率、良好的调压以及转矩特性是对BSG电机的基本要求。然而转矩波动是永磁电机固有特性,如何有效降低甚至消除转矩波动给BSG电机控制器提出了很高的要求,因此BSG转矩补偿控制器将成为BSG系统的核心,在很大程度上将成为决定混合动力车燃油经济性的关键因素之一。转矩大小正比于电流iq,电流iq中的谐波分量如果等于零,转矩将没有波动。但是由于永磁电机固有特性,以及不同工况下负载的变化,转矩存在较大的波动。因此在控制电流给定信号中补偿掉由转矩波动引起的电流波动Δiq,就可以有效地补偿转矩的波动,从而实现BSG转矩的高性能控制。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种混合动力车BSG系统转矩波动补偿控制器及其构造方法,采用该方法构造的转矩波动补偿控制器可以有效抑制地由转矩波动引起的电流波动,从而实现对转矩波动的补偿控制。
本发明采用的技术方案是依次采用如下步骤:
一种混合动力车带式驱动启动发电机(以下简称为BSG)转矩波动补偿控制器,包括转矩波动补偿控制器和复合被控对象两部分;所述转矩波动补偿控制器控制所述复合被控对象,所述转矩波动补偿控制器包括PI调节器、扩展逆变器控制模块和电流补偿模块,所述复合被控对象包括混合动力车BSG、光电编码盘、以及转速与电角度计算模块;
所述扩展逆变器控制模块串联在复合被控对象之前,用以实现对系统动态特性进行开环控制,所述混合动力车BSG与光电编码盘同轴相连,所述光电编码盘同所述转速与电角度计算模块相连;所述光电编码盘输出的A、B、Z三路脉冲信号作为转速与电角度计算模块的输入信号,所述转速与电角度计算模块的输出信号分别为电角度θ和转速信号ωr;
所述电流补偿模块由神经网络构成,所述神经网络由八个输入节点、一个输出节点组成,用于系统的电流内环控制;所述电流补偿模块的输入端共八路信号,依次分别为复合被控对象的输入电流信号ia、ib、ic,复合被控对象的输出转速ωr和电角度θ信号,以及混合动力车BSG的反电动势信号ea、eb、ec;所述电流补偿模块输出端为电流扰动信号Δiq;
所述PI调节器的输入端为复合被控对象的实际输出转速ωr与给定转速参考信号比较得出的误差ε,所述PI调节器的输出端为电流控制参考信号将所述电流控制参考信号和所述电流扰动信号Δiq进行比较的差值作为扩展逆变器控制模块的第一个输入,扩展逆变器控制模块的第二个输入为恒值id=0,扩展逆变器控制模块的第三个输入是复合被控对象的输出电角度θ信号;所述扩展逆变器控制模块的输出信号为ia、ib、ic。
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