[发明专利]车用永磁同步电机目标运行点的智能控制方法及系统

权利要求书

1.车用永磁同步电机目标运行点的智能控制系统，其特征在于，包括动态混合系统和运算控制单元。

2.根据权利要求1所述的车用永磁同步电机目标运行点的智能控制系统，其特征在于：所述动态混合系统包括一个具有m种配置的电机驱动器逆变器以及一个具有n个状态变量的连续进程的永磁同步电机；

电机驱动器逆变器包括功率半导体、功率半导体的驱动板、实现所述运算控制单元功能的控制板，或者驱动板和控制板合并为一块板，以及电流采集装置等；

所述电机驱动器逆变器输出三相线到车用永磁同步电机，并采集这三相线中的三相或者两相的电流；同时采集电机转子的位置信息，并将该位置信息以电压信号的形式输入到电机驱动器逆变器中，用于永磁同步电机以机械能驱动车辆运动。

3.根据权利要求1所述的车用永磁同步电机目标运行点的智能控制系统，其特征在于：所述运算控制单元中的控制目标包括：

(1)采集电流i_a、i_b、i_c，并将采集到的电流从三相abc自然坐标系变换到dq两相旋转坐标系i_d、i_q；

(2)采集能量存储装置或者系统输出端电压U_dc；

(3)采集永磁同步电机定子旋转位置角θ_r，并计算出电机机械角速度ω_r；

(4)将输入的操作意图作为目标运行点，实现智能控制方法。

4.根据权利要求3所述的车用永磁同步电机目标运行点的智能控制系统，其特征在于：所述目标运行点根据智能控制方法建立的简化动态模型方程可表示为：

式中，F(k)、H₁(k)、R(θ_r)、C₂₃、H₂(k)分别表示如下：

其中，为下一时刻k+1的运行点，即为目标运行点，为当前时刻k的运行点，即基准运行点，R_s为定子电枢相绕组电阻，L_d为直轴电感，L_q为交轴电感，ω_r为电机的机械角速度，T_e为计算周期，θ_r为电机定子旋转位置角，ψ_f为永磁体磁链，U_dc为车辆能量储存装置或系统输出端电压。

5.车用永磁同步电机目标运行点的智能控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：通过建立m个非线性数学模型方程来获得电机驱动器和永磁同步电机构成的整体系统动态特性的一般模型方程，m个不同控制配置的数学模型表示为：

x(t+τ)＝x(t)+τf(x(t),u_j(t)) (2)，

其中，j表示不同控制配置所对应的编号，x(t)表示已测量得到的状态变量，τ代表预测层面，u_j(t)代表逆变器各桥臂功率半导体器件的开关状态组合，若某桥臂上部分功率半导体器件开通，下部分关断，则为1，否则为0；

S2：基于建立的非线性数学模型t时刻和t+τ时刻的运行轨迹特点，构建t+τ时刻目标运行点的区域范围，该区域范围的建立公式为：

d_j(t)＝x(t+τ)-x(t) (3)，

其中，d_j(t)为以t时刻为基准点起点的m个可能的方向矢量，这些方向矢量代表了t时刻的初始状态；

S3：探索式搜索目标运行点与构建的区域范围的关系，缩小区域范围，限定配置j以及与j所代表各桥臂上的功率半导体器件的开关状态且仅其中一个逆变器桥臂上的功率半导体器件开关状态不同的配置状态所构建的小区域范围；

S4：在构建的小区域范围内，基于m个可能的d_j(t)以及t时刻基准点，确定三个准确配置以及计算准确配置的作用时间；

S5：基于计算出的作用时间，采用时序定位控制方法将确定的m种配置采用分段顺序执行。