[发明专利]永磁直流电机的扰动观测器

说明书

描述了用于马达的马达控制系统的技术解决方案，以计算扰动估计并且使用扰动估计来改进马达控制系统的性能。例如，马达控制系统包括接收马达的输入电压信号的观测器模块。马达控制系统还接收来自马达的输出电流信号。马达控制系统还基于马达控制系统的电气子系统的对象模型来计算马达控制系统的扰动估计。

技术领域

本申请大体上涉及诸如DC马达的直流(DC)电机，并且具体涉及使用这种机器的系统，例如电力转向(EPS)系统。

背景技术

在诸如EPS之类的控制系统中，状态观测器是根据真实系统的输入和输出的测量来提供对实际控制系统的内部状态的估计的系统或模块。了解内部系统状态有助于解决与实际系统相关联的技术问题；例如，使用状态反馈来稳定实际系统。通常，不能通过直接测量来确定EPS的物理内部系统状态。相反，通过系统输出来观测内部状态的间接影响。在这种情况下，状态观测器模块有助于基于输出测量来重建至少一部分内部系统状态。

例如，EPS系统包括有助于在EPS系统的操作期间提供驾驶员辅助的马达。马达速率是控制EPS系统的关键信号。可以使用传感器和/或转速计直接测量马达速率。然而，这种直接测量需要额外的硬件，这导致额外的成本以及工程设计。因此，除了EPS系统工作的其他方面外，还希望使用状态观测器模块来估计马达速率信号，而不会显著降低准确度。

发明内容

根据一个或多个实施例，马达的马达控制系统计算扰动估计并且使用该扰动估计来改进马达的性能。例如，马达控制系统包括接收马达的输入电压信号的观测器模块。马达控制系统还接收来自马达的输出电流信号。马达控制系统还基于马达控制系统的电气子系统的对象模型来计算马达控制系统的扰动估计。

根据一个或多个实施例，描述了一种用于确定马达控制系统的扰动估计的方法。该方法由马达控制系统的控制模块执行。该方法包括接收由马达控制系统控制的马达的输入电压信号。该方法还包括从马达接收输出电流信号。该方法还包括基于马达的电气子系统的对象模型来计算马达控制系统的扰动估计，扰动估计包括基于所述马达的反电动势的第一分量和基于所述马达两端的刷降电压的第二分量。

根据一个或多个实施例，描述了包括马达和马达控制系统的电力转向(EPS)系统，其中马达控制系统包括控制器模块。控制器模块接收马达的输入电压信号。控制器模块还接收马达的测量的输出电流信号。控制器模块还基于马达的电气子系统的对象模型来计算马达控制系统的扰动估计。

从以下结合附图的描述中，这些和其他优点和特征将变得更加明显。

附图说明

被认为是本发明的主题在说明书结尾处的权利要求书中被特别指出并清楚地要求保护。根据以下结合附图的详细描述，本发明的前述和其他特征以及优点是清楚的，其中：

图1示出了根据一个或多个实施例的包括转向系统的车辆的示例性实施例。

图2示出了根据一个或多个实施例的永磁DC(电刷)马达的对象模型。

图3描绘了根据一个或多个实施例的状态观测器模块的结构和数据流。

图4描绘了根据一个或多个实施例的用于具有状态观测器模块的马达控制系统的示例结构和数据流。

图5示出根据一个或多个实施例的用于具有扰动状态观测器模块和速率估计模块的马达控制系统的示例结构和数据流。

图6示出根据一个或多个实施例的用于具有扰动补偿的具有扰动状态观测器模块的马达控制系统的示例结构和数据流。

图7示出了根据一个或多个实施例的用于计算马达控制系统的扰动估计并使用它来改进马达控制系统的示例方法的流程图。

图8示出根据一个或多个实施例的示例处理单元。

具体实施方式