[发明专利]一种基于内模的电动汽车速度跟踪控制方法

说明书

本发明公开了一种基于内模的电动汽车速度跟踪控制方法，该方法包括：步骤1，选择永磁同步电机作为驱动电机并将电机模型与电动汽车传动系统整合，建立整体系统的非线性数学模型；步骤2，将电动汽车的速度跟踪和干扰抑制问题描述为一个全局鲁棒伺服控制问题；步骤3，设计内模，将整体系统的全局鲁棒伺服控制问题转化为由整体系统和内模组成的增广系统的全局鲁棒镇定问题；步骤4，采用反步法设计状态反馈控制器，解决增广系统的全局鲁棒镇定问题。本发明针对电动汽车行驶过程中运行环境造成系统参数变化和系统外界干扰引入的现象，设计了基于内模的状态反馈控制器，实现了电动汽车速度跟踪控制。

技术领域

本发明涉及伺服系统控制领域，具体涉及一种基于内模的电动汽车速度跟踪控制方法。

背景技术

随着世界石油资源短缺和环境污染日益严重，寻找新形式的能源代替石油为汽车提供动力已成为必然的趋势，而电动汽车则是新能源汽车中的主力军。永磁同步电机因其功率因数高、低损耗等优良性能而被广泛应用在电动汽车中。然而，把永磁同步电机用作电动汽车的驱动装置时，电机或汽车传动系统参数的变化以及系统外界干扰的引入会直接影响电机的控制性能，进而影响车辆的行驶特性。

此外，非线性输出调节理论近年来经历了快速的发展，而作为其常用控制策略的内模控制方法能够解决复杂系统的轨迹跟踪与干扰抑制问题，并具有良好的鲁棒性。针对电动汽车的整体复杂非线性系统，内模控制方法可以实现高精度的速度跟踪与干扰抑制性能，并允许整体系统的所有参数未知。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种基于内模的电动汽车速度跟踪控制方法。针对电动汽车的整体复杂系统，设计了内模控制器，从而实现了高精度的速度跟踪与干扰抑制性能，并具有良好的鲁棒性。

本发明的技术方案是：

一种基于内模的电动汽车速度跟踪控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：选择永磁同步电机作为驱动电机并将电机模型与电动汽车传动系统整合，建立整体系统的非线性数学模型；

步骤2：将电动汽车的速度跟踪和干扰抑制问题描述为一个全局鲁棒伺服控制问题；

步骤3：设计内模，将整体系统的全局鲁棒伺服控制问题转化为由整体系统和内模组成的增广系统的全局鲁棒镇定问题；

步骤4：采用反步法设计状态反馈控制器，解决增广系统的全局鲁棒镇定问题。

进一步地，所述的一种基于内模的电动汽车速度跟踪控制方法，其特征在于，步骤1中，选择永磁同步电机作为驱动电机并将电机模型与电动汽车传动系统整合，建立整体系统的非线性数学模型，其过程如下：

1.1，永磁同步电机数学模型如下：

其中θ_M为电机转子角度，ω_M为电机转子角速度，i_d,i_q,u_d,u_q为dq轴定子电流与电压，J_M为电机的转动惯量，T_L为电机的负载转矩，Φ_v为转子磁链，p为电机极对数，R_s,L为定子电阻与电感，B为粘性摩擦系数。

1.2，通过分析电动汽车在行驶过程中的受力，可以得到电动汽车传动系统的模型如下：