[发明专利]一种轮毂驱动系统离线温度补偿控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种轮毂驱动系统离线温度补偿控制系统及方法，主要包括：信号采集模块、整车控制器、轮毂电机转矩控制模块、PID控制器、PSO优化模块、轮毂电机、温度传感器、转速传感器及温度补偿模块。整车控制器根据信号采集模块采集到的整车状态等信息计算出需求转矩，并传递给轮毂电机转矩控制模块，由其指令电机工作；温度和转速传感器实时采集轮毂电机的温度和转速，并将信号传递给温度补偿模块，温度补偿模块根据传递过来的信号确定此状态下电机实际转矩值，并将实际值与需求值的差值发送给PID控制器对转矩值进行校正，PID控制器控制参数则通过PSO优化模块进行实时优化。该系统充分考虑电机温度的影响，可以更精确、更稳定的实现轮毂电机的控制。

技术领域

本发明涉及一种轮毂驱动控制系统及方法，尤其涉及一种轮毂驱动系统离线温度补偿控制系统及方法。

背景技术

轮毂电机驱动系统将动力装置、传动装置、制动装置等高度集成与车轮内。轮毂电机工作环境更加恶劣，对驱动电机的高功率密度的追求，使在功率不变的情况下，电机体积减小，这虽然使其功率密度得到了提高，但相应的，其损耗密度也有所增加，由此将会带来电机过热。于此同时，由于安装空间狭小封闭，空气流动不通畅，还要受到周围其他机械部件热辐射和热传导的影响，散热条件很差。而轮毂电机本身也具有很高的电负荷和磁负荷，这必然带来很大的损耗，产生大量的热量，使得轮毂电机温度急剧升高。而轮毂电机温度升高对电机内部定转子、绕组以及永磁体的电导率、磁导率等将产生很大影响，从而会进一步对轮毂电机的驱动转矩产生较大影响。目前，对于绝大多数的轮毂电机驱动系统转矩控制系统及方法，并没有考虑温度对轮毂电机电磁转矩的影响，即使有对电机转矩波动进行观测，也没有采取有效的控制措施。

基于此，本发明提出了一种轮毂驱动系统离线温度补偿控制系统及方法。其在轮毂驱动控制系统中设置温度补偿控制模块，根据轮毂电机实时温度和转速确定实际电机输出转矩，并将其进行反馈对控制转矩进行修正。提高轮毂电机的控制精度，是轮毂电机能够更稳定的运行。

发明内容

本发明的主要目的是为了提供一种轮毂驱动车辆驱动系统温度补偿控制系统及方法，对轮毂电机转矩精确控制，提高轮毂电机工作效率以及电机运行稳定性。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

本发明公开了一种轮毂驱动系统离线温度补偿控制系统及方法，主要包括：信号采集模块、整车控制器、轮毂电机转矩控制模块、PID控制器、PSO优化模块、轮毂电机、温度传感器、转速传感器及温度补偿模块。整车控制器根据信号采集模块采集到的驾驶员驾驶需求、整车状态等信息计算出需求转矩，并将需求转矩传递给轮毂电机控制器转矩控制模块，由轮毂电机控制器驱动模块指令电机工作；温度传感器和转速传感器实时采集轮毂电机的温度和转速，并将信号传递给温度补偿模块，温度补偿模块根据传递过来的信号确定此状态下轮毂电机实际转矩值，并将实际值与需求值的差值发送给PID控制器对转矩值进行校正，PID控制器控制参数则通过PSO优化模块进行实时优化。其中，温度补偿模块可以是温度、转速和温度关系的数据库，也可以是反映温度、转速和温度关系的公式；数据库的数据库及公式可以是通过仿真软件仿真计算得到的，也可以是通过实验获得的。

相对于现有技术，本发明具有如下优点和有益效果：

(1)充分的考虑温度变化对电机定转子、绕组以及永磁体的电导率、磁导率等的影响而导致的对转矩控制的偏差，在控制系统中设置温度补偿模块，使轮毂电机转矩控制更为精确。

(2)温度补偿控制采用离线仿真或实验方式建立输入输出参数数据库或拟合公式，避免在线复杂计算过程，使控制效率更高。

(3)采用PSO优化算法和PID控制相结合的方法，对PID控制器控制参数进行实时在线优化，对转矩误差进行精确补偿，可靠性和精确性更高。

附图说明

图1是一种轮毂驱动系统离线温度补偿控制系统及方法结构原理图。