[发明专利]一种基于预测控制的电动汽车用永磁同步电机控制方法

权利要求书

1.一种基于预测控制的电动汽车用永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述基于预测控制的电动汽车用永磁同步电机控制方法包括以下步骤：

第一步，利用蓄电池对电动汽车控制系统进行供电；

第二步，电流传感器检测出电机的三相电流、位置传感器检测出电机当前转子的位置信息和转速信息，电压传感器检测出电路中的电压，传感器分别将检测到的数据传递给控制器，控制器经过数据的处理传递到显示屏，显示出所检测到的数据信息；

第三步，控制器利用数据处理预测型模型对检测的数据进行处理，对电机的转动做出期望总磁链和转矩的预测；

第四步，控制器根据初始的电流命令、期望总磁链的向量角、电机的转速，输出电流命令传递到电流环控制器；

第五步，电流环控制器经过数据处理，输出调制信号控制逆变电路输出相应的交流电压到电机，对电机转动状态做出预测控制的处理；同时通过检测电路诊断电机工作状态，控制器根据诊断异常结果控制警报器进行报警通知；

所述第三步中，数据处理预测型模型的实现包括以下步骤：

步骤一，利用ETL技术将电机转动的历史轨迹预处理后转化为电机转动轨迹矢量存储在存储器中；

步骤二，对不同电机转动的运动模式轨迹数据进行聚类分析，利用最大似然估计EM算法求得聚类模型参数，使聚类模型参数基于历史数据模型概率达到最大化，获得M个聚簇；

步骤三，利用最小二乘法和高斯混合回归模型训练得到预测模型GMTP，根据新检测到的电机转动状态轨迹数据预测未来最可能的电机转动运动状态；

电压检测模块通过电压传感器检测供电电压数据，电压检测模块采用的电压传感器类型为光学电压传感器，自校准系数计算的方法，包括以下步骤：

步骤一，基准电压源产生频率为f₂、有效值为U₂的基准电压信号，二次转换器从SOVS的校准电压输出端接收的基准电压信号u₂经过解调处理后，得到高温度稳定性、高精确度的电压信号，表示为：

式中，n为数据样本的计数；t_n为第n个数据的采样时间；为远端采集模块采集的基准电压信号u₂的初始相位；

步骤二，二次转换器从SOVS的感应信号输出端接收光学电压传感单元敏感获得的感应被测电压信号u′₁和感应基准电压信号u′₂，并对该信号进行数据处理，得到易受环境温度影响的感应被测电压和感应基准电压，分别表示为：

式中，Δk为包括环境温度在内的外界影响因素引起光学电压传感单元的输出系数变化量，与敏感电压信号频率无关；为光学电压传感单元敏感的感应被测电压信号u′₁的初始相位；U₁为被测电压源输出电压信号的有效值；为光学电压传感单元敏感的感应基准电压信号u′₂的初始相位；

步骤三，利用三角窗加权算法和离散傅里叶算法，二次转换器实现对获得的感应基准电压信号u′₂和基准电压信号u₂的多周期数据的有效值计算，外界影响因素引起光学电压传感单元的输出系数变化量Δk通过下式计算得到：

式中，U′₂为光学电压传感单元敏感得到的感应基准电压信号u′₂的有效值；

步骤四，对光学电压传感单元敏感的感应被测电压信号u′₁进行修正，得到几乎不受环境温度影响的输出电压信号为：

式中，1+Δk为SOVS输出信号的自校准系数。