CN102403953A - 一种电动车交流异步驱动电机的柔性控制系统和方法 - Google Patents

一种电动车交流异步驱动电机的柔性控制系统和方法 Download PDF

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CN102403953A CN2011104324082A CN201110432408A CN102403953A CN 102403953 A CN102403953 A CN 102403953A CN 2011104324082 A CN2011104324082 A CN 2011104324082A CN 201110432408 A CN201110432408 A CN 201110432408A CN 102403953 A CN102403953 A CN 102403953A
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Abstract

本发明涉及新能源汽车的智能控制技术，具体是一种电动车交流异步驱动电机的柔性控制系统和方法，转速控制器ASR的输出端和电压控制器AVR控制器的输出端均与反向PI控制器的输入端连接，反向PI控制器的限幅阈值动态实时可调；所述反向PI控制器的输入端接入限幅阈值运算器；由限幅阈值运算器得出转速控制器ASR或者电压控制器AVR的限幅阈值最大值或限幅阈值最小值，然后与控制器的控制量c比较，通过反向PI控制器处理调整，使得控制量c满足，从而可以实现控制量在电动车工况切换时不会产生跳变，避免了状态切换开关，控制结构简单清晰，控制效果的平稳性更好。

Description

一种电动车交流异步驱动电机的柔性控制系统和方法
技术领域
本发明涉及新能源汽车的智能控制技术，具体是一种电动车交流异步驱动电机的柔性控制系统和方法。
背景技术
全球性的石油危机和日益恶化的环境污染是21世纪人类面临的重要问题，而在我国这一问题显得尤为突出。用电动车代替传统内燃机车是解决这些问题的有效方法，也是现代汽车行业发展的必然趋势。
在电动车的发展过程中，车身设计、驱动系统、能源系统和能量管理系统已成为四大关键技术，其中驱动系统扮演着至关重要的角色。目前电动车电机驱动系统主要包括异步电机和永磁同步电机的驱动系统，也有部分采用了开关磁阻电机组成的交流驱动系统。这几种系统各有特色，但是针对应用最为广泛的交流异步电机驱动系统，交流异步电机具有结构简单、坚固耐用、成本低廉、转速极限高等优点。
电动车电机驱动系统控制策略的核心是根据驾驶员动作分析其驾驶意图，并综合考虑动力系统状态，得到期望转矩然后向电机驱动系统发出指令，使行驶状态尽可能快速、准确地达到工况要求和满足驾驶员的驾驶目的。在此过程中为满足驾驶员对舒适性的要求，控制策略的选取必须保证在整个电驱动调速范围内转速能够平稳的变化。此外，由于电动车工作在恒定速度、加速过载、高速弱磁等工况时的控制参数及控制目标有着明显差异，这样就导致了在进行工况切换的过程中电机容易产生转速波动。如何能实现在工况切换时保证电动车速度的平稳变化已成为目前急需解决的问题。
矢量控制作为现今技术最成熟、实用性最强、运用最为广泛的电动车电机控制方法，其基本原理是通过采集电机三相电流，经过坐标变换、磁链观测等一系列变换处理得到控制所需的实际反馈量，然后结合驾驶员踏板输入的转速指令，利用转速、转矩和磁链控制器的调节得到控制PWM输出的两相静止电压，采用空间矢量脉宽调制（SVPWM）的方法得到三相正弦电压输出控制电机的运行。
虽然传统的矢量控制方法已经能够控制电动车电机的正常运行，但当输入信号阶跃变化或在工况切换的时候，电机转速会出现波动。这样的波动会给驾驶员带来冲击感，同时也影响电动车电驱动系统的稳定性和效率。
为解决此问题，本专利提出了一种柔性控制的策略，该策略采用一个统一的控制器将电动车的转速恒定、加速过载、高速弱磁三种工况的切换转化为对控制量输出限幅阈值的改变，而控制的核心部分本身采用统一的控制策略。这种柔性控制不但继承了传统矢量控制原有的优点，更避免了在工况的切换时带来的转速波动，提高了控制的平稳性。
发明内容
本发明旨在传统的电动车电机矢量控制的基础上，结合平稳性及柔顺性等因素，提出了一种电动车交流异步驱动电机的柔性控制系统和方法，解决工况切换过程中控制参数及控制目标的突变而引起的转速波动的问题，采用统一的控制器将电动车的转速恒定、加速过载、高速弱磁三种工况的切换转化为对控制量输出限幅阈值的改变，避免了在工况的切换时带来的转速波动，提高控制的平稳性。
为实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种电动车交流异步驱动电机的柔性控制系统，其特征在于包括：
转速控制器ASR，用于控制电动车交流异步驱动电机的实时转速的大小跟踪上参考设定转速；
电压控制器AVR，用于控制电动车交流异步驱动电机的实时磁链的大小跟踪上电机的额定磁链；
反向PI控制器（反向比例积分控制器），用于转速控制器ASR或电压控制器AVR中的最大限幅值或最小限幅值产生跳变时平滑输出；该反向PI控制器在限幅值不变时，由于输入端为0所以输出为0；当转速控制器ASR或电压控制器AVR的限幅值突变时，所述反向PI控制器产生一个输出来补偿转速控制器ASR或电压控制器AVR的输出，使转速控制器ASR或电压控制器AVR的输出具有柔性；
限幅阈值运算器，用于得出转速控制器ASR或电压控制器AVR的限幅阈值的最大值                                                与限幅阈值的最小值，最大值
Figure 823773DEST_PATH_IMAGE001
和最小值
Figure 678596DEST_PATH_IMAGE002
实时改变。
转速控制器ASR的输出端和电压控制器AVR控制器的输出端均与反向PI控制器的输入端连接，反向PI控制器的限幅阈值动态实时可调；所述反向PI控制器的输入端接入限幅阈值运算器。
所述转速控制器ASR和电压控制器AVR均采用限幅阈值可随电动车工况状态量变化的控制器。
一种电动车交流异步驱动电机的柔性控制方法，其特征在于：
在电动车的转速恒定、加速过载、高速弱磁三种工况切换过程中，转速控制器ASR或者电压控制器AVR的控制量为c；
将控制量c与限幅阈值运算器得出的限幅阈值最大值
Figure 645284DEST_PATH_IMAGE001
与限幅阈值最小值
Figure 978176DEST_PATH_IMAGE002
进行比较；
比较得到，当控制量c不满足并产生限幅偏差
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE004
时，则通过反向PI控制器对具有限幅偏差
Figure 118782DEST_PATH_IMAGE004
的控制量c作用，产生负反馈并叠加到正向PI控制器的输出上面；
经过反向PI控制器调整后，使得控制量c增大或减小到满足
Figure 878927DEST_PATH_IMAGE003
时，反向PI控制器停止工作，则实现了将转速恒定、加速过载、高速弱磁三种工况的切换都转换为转速控制器ASR或电压控制器AVR的限幅阈值的改变。
所述控制量c与限幅阈值的运算器得出的限幅阈值最大值
Figure 145960DEST_PATH_IMAGE001
与限幅阈值最小值
Figure 531811DEST_PATH_IMAGE002
进行比较的具体过程如下：
1.当控制量
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE005
满足条件
Figure 138373DEST_PATH_IMAGE003
时，限幅偏差
Figure 131737DEST_PATH_IMAGE004
值为0，反向PI控制器不工作，整个限幅阈值可随电动车工况状态量变化的控制器相当于一个普通的PI控制器；
2.当控制量时，限幅偏差
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE007
，限幅偏差
Figure 73017DEST_PATH_IMAGE004
经过反向PI控制器作用后作为负反馈叠加到正向PI控制器的输出上面，使得限幅阈值可随电动车工况状态量变化的控制器最终输出的控制量
Figure 810029DEST_PATH_IMAGE005
减小，减小到控制量
Figure 271097DEST_PATH_IMAGE005
满足
Figure 700941DEST_PATH_IMAGE003
时，反向PI控制器停止工作；
3.当控制量
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE008
时，限幅偏差
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE009
，限幅偏差
Figure 70130DEST_PATH_IMAGE004
经过反向PI控制器作用后作为负反馈叠加到正向PI控制器的输出上面，使得限幅阈值可随电动车工况状态量变化的控制器最终输出的控制量
Figure 345254DEST_PATH_IMAGE005
增大，增大到控制量
Figure 988725DEST_PATH_IMAGE005
满足
Figure 510842DEST_PATH_IMAGE003
时，反向PI控制器停止工作。
所述限幅阈值运算器给出转速控制器ASR的当前可输出转矩的最大值与最小值
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE011
分别作为该控制器限幅阈值的最大值与最小值。
当前可输出转矩最大值
Figure 177447DEST_PATH_IMAGE010
的计算公式为：
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE012
                                         （1）
其中
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE013
为电机转速，
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE014
为电池最大输出功率，
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE015
是最大电池输出功率对应的转矩值；
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE016
为最大正向驱动功率，为最大正向驱动功率对应的转矩值；
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE018
为电机额定转矩，λ为最大过载倍数，
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE019
。根据
Figure 567846DEST_PATH_IMAGE014
和
Figure 3506DEST_PATH_IMAGE013
可以计算出电池功率对应的限制转矩
Figure 775153DEST_PATH_IMAGE015
，根据
Figure 725792DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 798177DEST_PATH_IMAGE013
可以计算出最大正向驱动功率对应的限制转矩
Figure 150661DEST_PATH_IMAGE017
，根据当前允许的过载倍数
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE020
可以计算出过载限制转矩
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE021
将
Figure 30892DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 655778DEST_PATH_IMAGE017
、
Figure 76395DEST_PATH_IMAGE021
中的最小值最为当前可输出转矩最大值
Figure 486648DEST_PATH_IMAGE010
。
当前可输出转矩最小值
Figure 600097DEST_PATH_IMAGE011
的计算公式为：
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE022
                                    （2）
其中
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE023
为电动车最大反向驱动功率，
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE024
是最大反向驱动功率对应的转矩值，最大反向驱动转矩。根据
Figure 649962DEST_PATH_IMAGE023
和当前电机转速
Figure 874269DEST_PATH_IMAGE013
可以计算出
Figure 122717DEST_PATH_IMAGE024
，将
Figure 407068DEST_PATH_IMAGE025
、
Figure 757278DEST_PATH_IMAGE024
以及最大电池输出功率对应的转矩值中取反的最小值作为当前可输出转矩最小值
Figure 156740DEST_PATH_IMAGE011
。
所述限幅阈值运算器给出电压控制器AVR的可输出当前转子磁链的最大值
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE026
与最小值
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE027
分别作为该控制器限幅阈值的最大值与最小值，同时，该运算器还计算出高速弱磁工况下的转矩限制值
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE028
。
当前最大转子磁链：
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE029
               （3）
其中，
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE030
                                             （4）
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE031
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE032
                                                （5）
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE033
为功率限制下的最大转子磁链，为等效互感，
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE035
为感应电机最大安全运行电流，
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE036
为实际同步转速，为定子自感，
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE038
为总漏感，
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE039
为母线实际电压， 为电压限制下的最大转子磁链，
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE041
为额定转子磁链，
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE042
表示可加在电机上的最大相电压。根据实测母线电压
Figure 836159DEST_PATH_IMAGE039
、
Figure 735982DEST_PATH_IMAGE035
、和
Figure 541444DEST_PATH_IMAGE042
按照式4可以计算功率限制下的最大转子磁链
Figure 902018DEST_PATH_IMAGE033
，根据
Figure 476087DEST_PATH_IMAGE036
和根据式5可以计算电压限制下的最大转子磁链
Figure 674168DEST_PATH_IMAGE040
，最后根据式3给出当前转子磁链的最大值。
高速弱磁工况时，弱磁限制下的最大转矩值
Figure 471222DEST_PATH_IMAGE028
的计算公式如下：
                                      （6）
其中为电机极对数，为转子自感，
Figure 204692DEST_PATH_IMAGE028
为弱磁限制下的最大转矩值。
当前转子磁链的最小值
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE046
。
本发明的有益效果如下：
1.      转速环控制量和电压环的控制量在电动车工况切换时不会产生跳变；
2.      将转速恒定、加速过载工况的切换统一为转速控制器ASR限幅阈值的改变，避免了控制状态改变带来的转矩的跳变以及繁琐的控制逻辑判断；
3.      将高速弱磁切换统一为电压控制器AVR限幅阈值的改变，避免了弱磁区切换以及转速采样跳变引起的磁链期望值的跳变；
4.      主控制回路采用统一的控制策略，并且避免了状态切换开关，控制结构简单清晰，控制效果的平稳性更好。
附图说明
图1是本发明的矢量控制示意图
图中标记如下：
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE047
为期望转速、
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE048
为期望转矩、
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE049
为期望电压矢量模值、
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE050
为期望转子磁链、
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE051
为期望励磁电流、
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE052
为期望转矩电流、
Figure 692698DEST_PATH_IMAGE013
为实际转速、为实际电压矢量模值、
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE054
为实际转子磁链、
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE055
为实际励磁电流、
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE056
为实际转矩电流、
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE057
为转子磁链相角、
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE058
为
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE059
轴电压分量、为
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE061
轴电压分量、
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE062
为
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE063
轴电压分量、
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE064
为
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE065
轴电压分量、
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE066
为
Figure 77281DEST_PATH_IMAGE063
轴电流分量、
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE067
为
Figure 45237DEST_PATH_IMAGE065
轴电流分量、为A相定子电流、为B相定子电流、
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE070
为C相定子电流、M为电动机。
图2为限幅阈值可变控制器的原理图
图3为转速恒定与加速过载控制切换过程示意图
图4为转速恒定与加速过载控制框图
图5为高速弱磁控制切换过程示意图
图6为高速弱磁控制框图。
具体实施方式
采用限幅阈值可变的控制器实现的矢量控制原理图如图1所示，驾驶员通过踏板给出期望转速
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE071
作为转速环的控制器ASR的控制目标，反馈量实际转速
Figure 206616DEST_PATH_IMAGE013
通过编码盘采集得到，ASR限幅阈值由转速恒定与加速过载控制策略模块给出。高速弱磁控制策略模块给出电压环的控制器AVR的控制目标以及AVR的限幅阈值，反馈值
Figure 783408DEST_PATH_IMAGE053
通过
Figure 109216DEST_PATH_IMAGE063
轴电压分量、
Figure 880043DEST_PATH_IMAGE065
轴电压分量
Figure 865316DEST_PATH_IMAGE064
取模计算得到。内环的控制原理与传统的矢量控制原理一致。
限幅阈值可变的控制器的原理图如图2所示，图中
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE072
为控制目标，
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE073
为系统输出反馈值，
Figure 362025DEST_PATH_IMAGE005
为控制量，
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE074
为控制偏差，为控制器输出限幅阈值的最大值，
Figure 423839DEST_PATH_IMAGE002
为控制器输出限幅阈值的最小值，为限幅偏差。限幅阈值的最大值
Figure 931230DEST_PATH_IMAGE001
与限幅阈值的最小值由限幅阀值运算器给出，可以实时改变的。电机的运行状态可以任意切换，输出的控制量c都按照反向PI控制器的控制规律变化，不会出现跳变。
转速控制器ASR的控制切换过程和原理如图3-4所示，当进入高速弱磁工况时转矩的最大值还会受到弱磁控制策略的限制，高速弱磁转矩限制值的具体计算方式会在分析弱磁控制时给出，下面先分析转速恒定与加速过载工况切换时，限幅阀值运算器的具体计算公式。
期望转速根据踏板电压计算出，计算公式为：
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE075
                                 （7）
其中为踏板电压，
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE077
为踏板最大电压，
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE078
为踏板位置，
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE079
为正向最高转速，
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE080
为反向最高转速，
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE081
为档位信号，分别对应电动车的前进、后退和停止，前进档位
Figure 332966DEST_PATH_IMAGE081
为1，后退档位
Figure 27252DEST_PATH_IMAGE081
为-1，停止档位
Figure 678814DEST_PATH_IMAGE081
为0。根据采集到的电压
Figure 661813DEST_PATH_IMAGE076
与踏板最大电压
Figure 57022DEST_PATH_IMAGE077
的比例
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE082
，计算出踏板的位置百分比，之后再结与
Figure 880808DEST_PATH_IMAGE079
或者
Figure 85524DEST_PATH_IMAGE080
计算出转速环的期望转速
Figure 284424DEST_PATH_IMAGE071
。
转速的控制调整和限幅阈值可变控制器的结合方式为：采用限幅阀值运算器给出的期望转速为控制目标，电机实际转速作为反馈量，限幅阀值运算器给出的当前可输出转矩的最大值
Figure 133618DEST_PATH_IMAGE010
与最小值分别作为该控制器限幅阈值的最大值与最小值。限幅阈值可变控制器的输出为期望转矩
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE083
。根据电动车动力参数的匹配原理电机的额定转矩应能满足电动车在最高车速以内的调速需要，即电动车转速恒定时所需的驱动转矩小于等于电机的额定转矩。下面以启动-转速恒定-加速过载-转速恒定为例分析速度控制器的柔性控制。
假设电动车处于停止状态，电机转速
Figure 562642DEST_PATH_IMAGE013
为0，当驾驶员踩下油门到某一位置
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE084
时，根据公式7计算得期望转速
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE085
，根据式1，控制器上限幅阈值最大值等于过载限制转矩
Figure 655154DEST_PATH_IMAGE021
，此时电动车可以以过载限制转矩
Figure 818151DEST_PATH_IMAGE021
加速，当
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE086
时控制器会减小控制量使转速稳定，此时
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE087
，此时的控制量期望转矩
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE088
，电动车进入转速恒定工况；当驾驶员加大油门到另一位置
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE089
时，根据公式7计算得
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE090
，根据式1，若此时不考虑电池欠压、电机过热故障则有
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE091
，正向最大驱动功率
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE092
，，
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE094
，
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE095
，
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE096
，电动车处于加速过载工况；当w>w*2时控制器会减小控制量使转速稳定，此时
Figure 2011104324082100002DEST_PATH_IMAGE097
，此时的控制量期望转矩
Figure 608121DEST_PATH_IMAGE088
，电动车进入转速恒定工况。整个工况切换过程中控制量一直由限幅阈值可变的控制器平滑给出，达到了柔顺控制的目的。
电压控制器AVR的控制切换过程如图5所示，将限幅阈值可变的转速控制器作为电压控制器AVR的原理如图6所示，高速弱磁的控制调整和限幅阈值可变控制器的结合方式为：限幅阀值运算器给出的电压矢量模最大值作为控制目标
Figure 443243DEST_PATH_IMAGE049
，加到电机上的实际电压矢量的模
Figure 522058DEST_PATH_IMAGE053
作为反馈量，控制策略给出的当前转子磁链的最大值
Figure 20035DEST_PATH_IMAGE026
与最小值
Figure 463786DEST_PATH_IMAGE027
分别作为该控制器限幅阈值的最大值与最小值，以及高速弱磁下的转矩限制值
Figure 680004DEST_PATH_IMAGE028
，和式1的计算结果取小值最为速度控制器ASR的限幅阈值最大值。电压控制器的输出为期望转子磁链
Figure 749460DEST_PATH_IMAGE050
。下面分析高速弱磁工况切换时电压控制器如何实现柔顺控制。
在感应电机正常运行时，随着实际同步转速
Figure 101944DEST_PATH_IMAGE036
的增大，由式3计算出的电压控制器AVR幅阈值的最大值
Figure 44492DEST_PATH_IMAGE026
将减小，
Figure 420110DEST_PATH_IMAGE026
的计算按照统一的公式给出省去了功率限制、压区限制之间切换，并且由于限幅阈值可变控制器的作用AVR输出的期望转子磁链在发生切换时也不会出现跳变，使得
Figure 313296DEST_PATH_IMAGE050
能够平缓的变化，消除因为
Figure 348117DEST_PATH_IMAGE050
的跳变带来的电机控制的抖动，增加感应电机控制的安全性。同时，随着实际同步转速
Figure 273348DEST_PATH_IMAGE036
的增大，加到交流感应电机上的实际电压矢量
Figure 435339DEST_PATH_IMAGE053
将随之增大。因此，在最大电压矢量
Figure 762415DEST_PATH_IMAGE042
不变的情况下，AVR输出的期望转子磁链
Figure 171400DEST_PATH_IMAGE050
将减小。由于
Figure 583926DEST_PATH_IMAGE050
的减小会导致励磁电流
Figure 536227DEST_PATH_IMAGE055
的减小，感应电机的反电动势将减小，那么在母线电压
Figure 717809DEST_PATH_IMAGE039
不变的情况下，感应电机能够升至更高的转速。

Claims (10)

1.一种电动车交流异步驱动电机的柔性控制系统，其特征在于包括：
转速控制器ASR，用于控制电动车交流异步驱动电机的实时转速的大小跟踪上参考设定转速；
电压控制器AVR，用于控制电动车交流异步驱动电机的实时磁链的大小跟踪上电机的额定磁链；
反向PI控制器，用于转速控制器ASR或电压控制器AVR中的最大限幅值或最小限幅值产生跳变时平滑输出；
限幅阈值运算器，用于得出转速控制器ASR或电压控制器AVR的限幅阈值的最大值                                               
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE002
和限幅阈值的最小值
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE004
，最大值
Figure 986813DEST_PATH_IMAGE002
和最小值
Figure 717003DEST_PATH_IMAGE004
实时改变；
转速控制器ASR的输出端和电压控制器AVR控制器的输出端均与反向PI控制器的输入端连接，反向PI控制器的限幅阈值动态实时可调；所述反向PI控制器的输入端接入限幅阈值运算器。
2.根据权利要求1所述的柔性控制系统，其特征在于：所述转速控制器ASR和电压控制器AVR均采用限幅阈值可随电动车工况状态量变化的控制器。
3.一种电动车交流异步驱动电机的柔性控制方法，其特征在于：
在电动车的转速恒定、加速过载、高速弱磁三种工况切换过程中，转速控制器ASR或电压控制器AVR的控制量为c；
将控制量c与限幅阈值运算器得出的限幅阈值最大值和限幅阈值最小值
Figure 954266DEST_PATH_IMAGE004
进行比较；
比较得到，当控制量c不满足
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE006
并产生限幅偏差
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE008
时，则通过反向PI控制器对具有限幅偏差
Figure 581687DEST_PATH_IMAGE008
的控制量c作用，产生负反馈并叠加到正向PI控制器的输出上面；
经过反向PI控制器调整后，使得控制量c增大或减小到满足
Figure 404150DEST_PATH_IMAGE006
时，反向PI控制器停止工作，则实现了将转速恒定、加速过载、高速弱磁三种工况的切换都转换为转速控制器ASR或电压控制器AVR的限幅阈值的改变。
4.根据权利要求3所述的柔性控制方法，其特征在于：所述控制量c与限幅阈值的运算器得出的限幅阈值最大值
Figure 733500DEST_PATH_IMAGE002
与限幅阈值最小值
Figure 932400DEST_PATH_IMAGE004
进行比较的具体过程如下：
当控制量
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE010
满足条件
Figure 411399DEST_PATH_IMAGE006
时，限幅偏差
Figure 467079DEST_PATH_IMAGE008
值为0，反向PI控制器不工作，整个限幅阈值可随电动车工况状态量变化的控制器相当于一个普通的PI控制器；
当控制量
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE012
时，限幅偏差
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE014
，限幅偏差
Figure 34458DEST_PATH_IMAGE008
经过反向PI控制器作用后作为负反馈叠加到正向PI控制器的输出上面，使得限幅阈值可随电动车工况状态量变化的控制器最终输出的控制量
Figure 771470DEST_PATH_IMAGE010
减小，减小到控制量
Figure 357172DEST_PATH_IMAGE010
满足
Figure 787016DEST_PATH_IMAGE006
时，反向PI控制器停止工作；
当控制量
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE016
时，限幅偏差
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE018
，限幅偏差
Figure 904008DEST_PATH_IMAGE008
经过反向PI控制器作用后作为负反馈叠加到正向PI控制器的输出上面，使得限幅阈值可随电动车工况状态量变化的控制器最终输出的控制量
Figure 179132DEST_PATH_IMAGE010
增大，增大到控制量满足
Figure 970818DEST_PATH_IMAGE006
时，反向PI控制器停止工作。
5.根据权利要求4所述的柔性控制方法，其特征在于：所述限幅阈值运算器给出转速控制器ASR的当前可输出转矩的最大值
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE020
与最小值分别作为该控制器限幅阈值的最大值与最小值。
6.根据权利要求5所述的柔性控制方法，其特征在于：当前可输出转矩最大值
Figure 762057DEST_PATH_IMAGE020
的计算公式为：
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE024
其中
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE026
为电机转速，
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE028
为电池最大输出功率，是最大电池输出功率对应的转矩值；
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE032
为最大正向驱动功率，
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE034
为最大正向驱动功率对应的转矩值；
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE036
为电机额定转矩，λ为最大过载倍数，
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE038
。
7.根据权利要求5所述的柔性控制方法，其特征在于：当前可输出转矩最小值
Figure 588674DEST_PATH_IMAGE022
的计算公式为：
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE040
其中
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE042
为电动车最大反向驱动功率，
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE044
是最大反向驱动功率对应的转矩值，
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE046
最大反向驱动转矩。
8.根据权利要求4所述的柔性控制方法，其特征在于：所述限幅阈值运算器给出电压控制器AVR的可输出当前转子磁链的最大值与最小值
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE050
分别作为该控制器限幅阈值的最大值与最小值，同时，该运算器还计算出高速弱磁工况下的转矩限制值
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE052
。
9.根据权利要求8所述的柔性控制方法，其特征在于：当前最大转子磁链的计算公式为：
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE054
，其中，
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE056
 
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE058
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE060
 
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE062
为功率限制下的最大转子磁链，
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE064
为等效互感，
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE066
为感应电机最大安全运行电流，
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE068
为实际同步转速，
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE070
为定子自感，
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE072
为总漏感，
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE074
为母线实际电压， 
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE076
为电压限制下的最大转子磁链，
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE078
为额定转子磁链，
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE080
表示可加在电机上的最大相电压。
10.根据权利要求9所述的柔性控制方法，其特征在于：高速弱磁工况时，弱磁限制下的最大转矩值
Figure 460553DEST_PATH_IMAGE052
的计算公式如下：
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE082
 
其中
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE084
为电机极对数，为转子自感，为弱磁限制下的最大转矩值；
当前转子磁链的最小值
Figure 2011104324082100001DEST_PATH_IMAGE088
。
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