[发明专利]一种电动汽车永磁同步电机优化抗扰动控制器

说明书

本发明公开一种电动汽车永磁同步电机优化抗扰动控制器，其由误差补偿模块、扰动优化模块、收敛控制器、自抗扰控制器、自调节控制器、非线性扰动观测器以及比值计算模块组成，其串接在运动轨迹模块和终端模块之间且连接包含有永磁同步电机的电动汽车驱动电机系统输出端；非线性扰动观测器由一阶微分器、参数估计模块、一次比例计算模块、开立方二阶计算模块、乘积计算模块、三次比例计算模块、开立方一阶计算模块、二次比例计算模块以及三个一阶积分器组成，在电机模型不确定和存在负载扰动的情况下，实现扰动优化信号增益的实时调节，满足电机驱动系统的变化要求，实现未测量状态估计的零误差，提升控制性能。

技术领域

本发明属于汽车驱动控制领域，特别涉及用于电动汽车的永磁同步电机的控制器。

背景技术

目前新能源汽车根据能量来源主要分为三类：一是只由蓄电池提供能源的纯电动汽车，二是燃油机和蓄电池共同工作的混合动力汽车，三是采用氢能源等清洁能源的燃料电池汽车。由于电动汽车主要运行在城市中，实现零污染排放，所以大力推动新能源汽车产业的发展能够显著提高城市空气质量，降低噪音水平。由于电动汽车运行情况比较复杂，对高精度，高扭矩，低功耗和动态响应迅速方面有要求，所以在目前电池容量问题无法获得重大突破的情况下，电动汽车驱动控制系统的设计显得极为重要。直流电机因其电机自身结构，面对电动汽车复杂工况无法满足可靠性要求。开关磁阻电机在运行状态下的噪声和抖动是比较突出的问题。感应电机因其结构简单，易于弱磁控制，但是功率密度和扭矩密度较低。永磁同步电机转子使用永磁体，利用稀土永磁体特性替代感应电机的电磁感应作用，有效减少损耗，因其自身结构特点，永磁同步电机较感应电机体积小，重量轻和调速范围广，所以在电动汽车驱动电机领域具有广阔前景。

目前，传统驱动电机控制方法以难以达到现代工业的性能标准，因此，为了从根本上挺高电动汽车动力性性能，需要新的控制算法来提高驱动电机的动态响应速度、实时跟踪精度等。中国专利申请号为202010004868.4，名称是“一种新能源汽车驱动电机鲁棒最优抗干扰控制器的构造方法”的文献中提出的控制器，在局限于模型不确定误差下提高抗干扰性能，但未考虑负载扰动情况下的控制效果，所涉及自构造神经网络控制器和误差观测器结构复杂，输入量繁多，增加了控制器成本，此外，其无法在线调节控制增益，不便于实际操作。

发明内容

本发明的目的是优化现有电动汽车永磁同步电机的控制，提供了一种既能保证系统运行期间稳定性又能实时调节控制增益实现为测量状态估计零误差的电动汽车永磁同步电机优化抗扰动控制器，解决电机模型误差和存在负载扰动下控制效果不佳的缺陷。