[发明专利]一种电子水泵开闭环控制切换的调控方法与系统

权利要求书

1.一种电子水泵开闭环控制切换的调控方法，通过无刷电机驱动水泵，其特征在于，当无刷电机从开环模式切换至闭环模式时，包括步骤：

S1：当检测到无刷电机定子的电感反电势后，根据电感反电势获取转子的实时转速信号；

S2：判断实时转速信号对应的实时转速是否超过预设转速，若是，切换至闭环模式并进下一步骤；

S3：获取低通滤波后目标转速信号的实际转速期望图，并将实际转速期望图中实时转速对应的数据点作为当前转速期望值，根据当前转速期望值利用二阶扩张状态观测器获取下一计算周期的实际转速期望值和总干扰；

S4：根据实际转速期望值和总干扰利用比例控制公式获取无扰动电流输出，并对总干扰进行补偿；

S5：根据无扰动电流输出控制无刷电机驱动水泵，并在实际转速期望值未达到目标转速时，将实际转速期望值作为当前转速期望值返回步骤S3。

2.如权利要求1所述的一种电子水泵开闭环控制切换的调控方法，其特征在于，所述步骤S2中的预设转速为开环控制和闭环控制的临界转速点。

3.如权利要求1所述的一种电子水泵开闭环控制切换的调控方法，其特征在于，所述步骤S3中，二阶扩张状态观测器是通过第一公式组获取的实际转速期望值和总干扰，所述第一公式组为：

式中，k为当前计算周期，k+1为下一计算周期，z₁为实际转速期望值，z₂为总干扰，n_k为当前转速期望值，h为转速采样的计算周期，I_r为电流环给定信号，K_T为无刷电机的转矩系统，J为无刷电机的转动惯量，w₀为扩张状态观测器带宽。

4.如权利要求3所述的一种电子水泵开闭环控制切换的调控方法，其特征在于，所述步骤S4中，比例控制公式为：

式中，I_r0为无扰动电流输出，z_2(k)*J/K_T为总干扰补偿，N_td(k)为实际转速期望图上k点的值，w_c为比例控制器的带宽。

5.如权利要求1所述的一种电子水泵开闭环控制切换的调控方法，其特征在于，所述步骤S1中还包括步骤：

S11：通过FIR平均值滤波法对实时转速信号进行低通滤波。

6.如权利要求1所述的一种电子水泵开闭环控制切换的调控方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括步骤：

S0：获取无刷电机转子的初始相位，并根据初始相位输入占空比和换向频率调节后的PWM信号至无刷电机提升转子的转速。

7.如权利要求1所述的一种电子水泵开闭环控制切换的调控方法，其特征在于，所述步骤S5之后还包括步骤：

S6：通过PI调节器对无扰动电流输出进行积分饱和，并限制无扰动电流输出小于预设值。

8.一种电子水泵开闭环控制切换的调控系统，通过无刷电机驱动水泵，其特征在于，当无刷电机从开环模式切换至闭环模式时，包括：

模式切换模块，用于检测到无刷电机定子的电感反电势后根据电感反电势获取转子的实时转速信号，并在实时转速信号对应的实时转速超过预设转速时，控制系统进入闭环模式；

滤波模块，用于对目标转速信号进行滤波获取实际转速期望图；

计算模块，用于将实际转速期望图中实时转速对应的数据点作为当前转速期望值，根据当前转速期望值利用二阶扩张状态观测器获取下一计算周期的实际转速期望值和总干扰，并根据实际转速期望值和总干扰利用比例控制公式获取无扰动电流输出，并对总干扰进行补偿；

输出模块，用于根据无扰动电流输出控制无刷电机驱动水泵，并在实际转速期望值未达到目标转速时，将实际转速期望值作为当前转速期望值返回计算模块。