[发明专利]基于单纯形法的永磁同步电机系统的自动标定系统及方法

说明书

本发明提供了一种基于单纯形法的永磁同步电机系统的自动标定方法，包括以下步骤：对系统初始状态进行自检。对系统的功能进行自检；为针对待标定的点设定相应的冷却系统水温和流量以及台架电压；设定标定转速和标定的限制保护值及相关的边界；通直流母线电压，设定相关标定的步长；根据单纯形法进行当前待标定点的自寻优的标定，当达到扭矩精度，则进行下一个点的标定工作；当完成一个转速下的所有点，则进行升转速操作，然后重复步骤e；直至设置的所有转速都完成了自动标定寻优，最后将转速降为0，进行下一个直流母线电压的标定，直到预设的所有的母线电压。本发明自动完成升/降转速、温度范围控制的操作，提升了自动标定的自动化水平。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机技术领域，具体涉及一种自寻优的 永磁同步电机系统的自动标定系统及其方法。

背景技术

全球能源与环境的严峻形势、特别是国际金融危机对汽车产 业的巨大冲击，推动世界各国加快交通能源战略转型，以混合动 力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车为代表的新能源汽车成为未 来汽车发展的重要方向。

由于电动汽车在当前却面临着续驶里程短、电池价格贵、基 础设施不完善等困难，需要相当一段时间的努力才可能逐步解决； 而新能源汽车在现阶段具备更好的产业化条件，新能源动力汽车 对我国汽车产业发展具有十分重要意义。

目前，大多数厂家在电机台架标定的过程中都采用人工标定 的方法，即在不同的工况(不同需求转矩T和电机转速η)下，在 电压开环模式下,通过手工改变ud或uq的数值来匹配到最佳转 矩，从而得到需要的ud和uq表格的方法。此种方法在人工处理 过程中会产生读数误差；会导致电机温度变化范围较大，影响磁 链大小，进而影响标定精度；更重要的是，会占用宝贵的工程师 资源，花费较长的时间进行标定和数据处理，从而限制了电机台架标定的精度和标定工作效率的提高。手动标定的标定周期长， 在台架开发试验中需要扫描大量的工况点，每个工况点的电压、 电流、有需要保持在限定的边界范围内，试验工程师和标定工程 师的时间被消耗在大量重复性工作上面。手动标定的工作量大， 扭矩精度要求越高，标定扭矩点分度越细，标定工作量呈几何级 数增加；测试结果后期还需要人为编辑标定数据和测试报告，且 无法保证报告的质量。人工标定严重依赖标定工程师的经验，难 以提高实车扭矩精度，手工错误导致时间的无效使用，导致测试 计划出现一再延迟。长期占用台架资源。

检索现有的专利，中国专利文献公开了申请号为 CN106452266B的一种车载电机自动标定方法及装置。该发明专 利主要是根据直交轴电流与扭矩的输出计算得到扭矩常数，再根 据扭矩常数去进行曲线拟合，得到扭矩-直轴电流的最佳曲线。 但是实际永磁同步电机，只有部分是线性区域，虽然该专利中说 明了通过增加采样点来提高标定的精度，但对于实际温度和非线 性区域对于电机标定的影响问题无法解决。

检索现有的专利，中国专利文献公开了申请号为 CN109818543A，的一种电机自动标定方法、装置及控制器。该 专利的主要是通过直交轴电流和直交轴电压以及电机转矩的关 系进行数据处理之后获得不同转速下的给定转矩与直交轴电流 的对应关系，当然也有过温检测功能，但是对于具体的如何进行 数据处理并没有进行详细的说明，还要缺少对于电流保护以及自 动升降转速等功能。

检索现有的专利，中国专利文献公开了申请号为 CN108226774A，的电动汽车用永磁同步电机的自动标定系统及 方法。该专利主要是用工控机自动测量满足电机控制器的极限电 压和电流的所有电流命令值，并且记录各个命令值下的定子电压 磁通扭矩以及温度等参数，通过插值拟合的方式找到电机控制的 最优电流命令值，虽然是通过实际测量数据进行标定，但是由于 只是通过极限值去拟合其他点的最优电流命令值，这里面涉及的运算复杂，依然是基于一种预测，在实际标定中可能会存在一定 的偏差。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种自寻优的 永磁同步电机系统的自动标定系统及其方法，够自动完成升/降 转速、温度范围控制的操作，提升了自动标定的自动化水平。