CN112583321B - 一种双电机推进系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双电机推进系统及其控制方法，所述方法包括：主电机控制器与外部通信接收转速指令并向外部反馈电动机的状态信息；从电机控制器与外部通信接收转速指令并向外部反馈电动机的状态信息；所述转速指令包括主电机的主转速指令和从电机的从转速指令；所述主电机控制器和所述从电机控制器之间内部通信相互传递数据。本发明提供的双电机推进系统控制方法，可有效控制双电机按照转速指令和螺旋桨负载均衡输出转速和转矩，基于协同控制以及冗余设计使得系统具备容错性能好的特点，出现部分故障时能保证整个电动机系统能继续工作。

Description

一种双电机推进系统及控制方法

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，特别涉及一种双电机推进系统及控制方法。

背景技术

电动飞机、太阳能无人机、平流层飞艇的推进系统采用电动机装置驱动螺旋桨产生推进动力。推进系统包括电动机装置和螺旋桨，电动机装置由电动机和电动机控制器组成，是推进系统的核心组成部分。受电池能量密度限制和长航时飞行要求，电动机装置需具备高功重比、高效率、高容错性和双电机协同工作一致性好的技术特点。

现有高空飞行器电推进方案主要是分布式、有位置传感器的直流无刷电机方案，在机翼或机头机尾分布设置多个电动机装置，分布式带来功重比降低的问题、位置传感器也带来可靠性和功重比的问题、直流无刷电机方波控制方式带来整个系统效率降低的和转矩脉动的问题。此外，双电机(也叫双电动机，包括主电动机和从电动机，也可以称主电机和从电机)协同工作的一致性也是现有技术的难点，双电机配合不同步易导致电机彼此较劲或过流保护。因此，针对双电机推进系统需要设计一种新的控制方法兼顾以上特点。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种双电机推进系统及控制方法。

第一方面，本发明实施例提供了一种双电机推进系统，该双电机推进系统包括：主电动机、从电动机、主电机控制器和从电机控制器；其中，所述主电动机和所述从电动机采用独立的定子和转子，所述主电动机和所述从电动机共用转子外壳和电机轴；所述主电机控制器的输出与所述主电动机的三相线连接，所述从电机控制器的输出与所述从电动机的三相线连接；所述主电机控制器和所述从电机控制器通信连接。

可选地，所述主电机控制器包括：与所述主电动机的相线连接的主电流传感器，与所述主电动机的母线连接的主电压采集电路，所述主电压采集电路与所述从电流传感器分别与主数字信号处理器连接；

所述从电机控制器包括：与所述从电动机的相线连接的从电流传感器，与所述从电动机的母线连接的从电压采集电路，所述从电压采集电路与所述从电流传感器分别与从数字信号处理器连接。

可选地，所述主电机控制器包括：主速度环控制器、主电流环控制器、主电机矢量控制器、主Clark变换、主Park变换和主反Park变换，其中，所述主数字信号处理器分别与所述主电机矢量控制器、所述主Park变换的输和所述主反Park变换连接，所述主数字信号处理器还与所述主速度环控制器连接，所述主速度环控制器与所述主电流环控制器连接，所述主电流环控制器与所述主反Park变换连接；

所述从电机控制器包括：从速度环控制器、从电流环控制器、从电机矢量控制器、从Clark变换、从Park变换和从反Park变换，其中，所述从数字信号处理器分别与所述从电机矢量控制器、所述从Park变换的输和所述从反Park变换连接，所述主数字信号处理器还与所述从速度环控制器连接，所述从速度环控制器与所述从电流环控制器连接，所述从电流环控制器与所述从反Park变换连接。

第二方面，本发明提供了一种双电机推进系统的控制方法，所述方法包括：

主电机控制器与外部通信接收转速指令并向外部反馈所述双电机推进系统的状态信息；

从电机控制器与外部通信接收所述转速指令并向外部反馈所述双电机推进系统的状态信息；

所述转速指令包括主电机的主转速指令和从电机的从转速指令；

所述主电机控制器和所述从电机控制器之间内部通信相互传递数据。

可选地，该方法还包括：对于所述主电机控制器和所述从电机控制器各自独立执行：

电流传感器采集相线的电流，获得相线的三相电流；

电压采集电路采集母线电压；

根据所述母线电压，数字信号处理器DSP利用母线电压和相电压重构算法求出的三相电压；

所述数字信号处理器学习电机参数，所述电机参数包括：定子电阻值、直轴电感值、交轴电感值、永磁磁链幅值；

根据所述三相电流、所述母线电压、所述三相电压和所述电机参数计算电机转子的电角度。

可选地，所述电流传感器采集相线的电流，获得相线的三相电流，包括：

使用2路霍尔电流传感器在相线处采集电动机相电流，第3路相电流根据基尔霍夫定律三相电流和为零计算得出；

和\或，

所述根据所述三相电流、所述母线电压、所述三相电压和所述电机参数计算电机转子的电角度，包括：

根据所述三相电流、所述母线电压、所述三相电压和所述电机参数，利用嵌入在DSP上只读存储器中的FAST观测器计算转子的电角度。

可选地，该方法还包括：

所述主电机控制器将所述主转速指令直接确定为主电动机的目标转速指令；

所述从电机控制器将所述从转速指令在协调系数的作用下调节为从电动机的目标执行指令；所述协调系数的取值范围为大于0小于等于1；

主速度环控制器根据所述目标转速指令和所述主DSP获得的主反馈转速计算出输入到主电流环PI控制器的主目标电流值；

从速度环控制器根据所述目标执行指令和从反馈转速计算出输入到从电流环PI控制器的从目标电流值；

所述主电机控制器将所述主目标电流值发送给所述从电机控制器；

所述从电机控制器根据所述主目标电流值调整输入到从电流环控制器的电流值。

可选地，当在扭矩不均衡工作模式时，该方法还包括：

将所述主转速指令和所述从转速指令中转速大的指令作为所述主电动机和所述从电动机的执行转速指令；

所述主电动机的扭矩与所述从电动机的扭矩分配比例为所述主转速指令与所述从转速指令的比值；

所述主电机控制器将所述主目标电流值乘以所述比值的结果发送给所述从电机控制器。

可选地，该方法还包括：

若所述主电机和/或所述主电机控制器故障，则所述从电机控制器不再使用所述主电机控制器内部通信发送的电流值，将所述协调系数调整为1。

可选地，若所述主电机和/或所述主电机控制器故障，则所述主电动机控制器依靠所述主速度环控制单机工作。

可选地，若所述主电机控制器外部通信故障，所述主电机控制器通过内部通信接收所述从电机控制器转发的转速指令，并将其转速、电流、电压、故障状态发送给所述从电机控制器。

可选地，若所述从电机控制器外部通信故障，所述从电机控制器通过内部通信接收所述主电机控制器转发的转速指令，并将其转速、电流、电压、故障状态发送给所述主电机控制器。

可选地，在扭矩均衡的工作模式时，若所述主电机控制器与所述从电机控制器接收到的转速指令不一致，执行：

若Spd1_M≠Spd2_M，则Spd_M＝Spd1_M；

若Spd1_S≠Spd2_S，则Spd_S＝Spd1_S；

若Spd_M≠Spd_S，而λ*Spd_S≤Spd_M，则Spd＝Spd_M；而λ*Spd_S＞Spd_M，则Spd＝λ*Spd_S；

其中，Spd1_M为所述主电机控制器接收的转速指令中的主转速指令，Spd2_M为所述主电机控制器接收的转速指令中的从转速指令；Spd1_S为所述从电机控制器接收的转速指令中的主转速指令，Spd2_S为所述从电机控制器接收的转速指令中的从转速指令；Spd_M为所述主电机控制器的中间转速指令；Spd_S为所述从电机控制器的中间转速指令；Spd为主电机和从电机执行的转速指令；

可选地，当所述转速指令超过当前电机最大输出时，则将在母线电压限制下的最高转速作为主电机和从电机执行的转速指令。

可选地，所述主电机控制器和所述从电机控制器之间内部通信相互传递数据，包括：

所述主电机控制器和所述从电机控制器之间具备CAN通信和RS485冗余通信，两者都正常时使用CAN通信的数据，若CAN通信故障则使用RS485通信的数据；所述数据包括但不限于转速指令、电流指令、故障信息、相电流、控制器温度、电机温度。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明提供的双电机推进系统控制方法，可有效控制双电机按照转速指令和螺旋桨负载均衡输出转速和转矩；采用双电机系统以及无位置传感器控制的方案，使得系统具备高功重比；采用基于无位置算法的永磁同步电机矢量控制技术以及双电机协同控制技术，使得系统具备高效率和协同工作一致性好的技术特点；基于协同控制以及冗余设计使得系统具备容错性能好的特点，出现部分故障时能保证整个电动机系统能继续工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例提供的一种双电机推进系统示意图；

图2是本发明一个实施例提供的一种电机无位置传感器控制模块结构示意图；

图3是本发明一个实施例提供的一种双电机协同控制模块结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，双电机推进系统包括主电动机、从电动机、主电机控制器和从电机控制器；主电动机和从电动机采用独立的定子和转子，共用转子外壳和电机轴，转子外壳通过桨毂机构与螺旋桨连接。主电机控制器和从电机控制器的供电均与电池的电源线连接，主电机控制器的输出与主电动机的三相线连接，从电机控制器的输出与从电动机的三相线连接。主电机控制器经外部通信与飞控计算机信息交互，接收转速指令并反馈双电机推进系统的状态信息，包括主电动机、主电机控制器、从电动机和从电机控制器的状态信息，外部通信采用RS485总线通信模式，波特率460800bps，通信周期20ms。从电机控制器经外部通信与飞控计算机信息交互，接收转速指令并反馈双电机推进系统的状态信息，包括主电动机、主电机控制器、从电动机和从电机控制器的状态信息，外部通信采用RS485总线通信模式，波特率460800bps，通信周期20ms。飞控计算机与主从双电机控制器构建两路RS485总线网络，飞控计算机与主电机控制器间通过A总线收发数据，与从电机控制器之间通过B总线收发数据，两条总线同步运行。主电机控制器与从电机控制器之间内部通信包括RS485通信和CAN通信，相互传递指令以及状态信息，其中RS485通信波特率115200bps，CAN通信波特率500kbps，通信周期均为1ms，RS485通信和CAN通信传递的内容相同。

如图2所示双电机推进系统无需安装转子位置传感器，采用无位置控制算法计算出转子电角度，无位置控制算法需要采集母线电压、3相电压和3相电流共7个参数。为了避免干扰，需将功率部分与控制部分隔离。主电机控制器采集主电动机的7个参数，从电动机控制器采集从电机的7个参数，主电机控制器和从电机控制器各自独立运行无位置控制算法。各自具体实施如下：

步骤1：配置电机相电流采样参数。

使用2路霍尔电流传感器在相线处采集电动机相电流，第3路相电流可以根据基尔霍夫定律三相电流和为零计算得出。所述电流传感器采样霍尔电流传感器，具备隔离采样功能，优选的，该电流传感器型号为HC5FW600-S/SP1。电流传感器输出中点电压为2.5V，最大正电流时输出4.5V，最大负电流时输出0.5V。电流传感器输出电压经过电阻分压和电压跟随电路后输入DSP芯片的ADC入口，所述分压缩小倍数为2/3倍，DSP的ADC输入范围为0-3.3V，因此ADC满量程电流配置为1440A。

步骤2：配置母线电压采样参数。

选用100K阻值和3.3K阻值电阻组成电压采集电路采集母线电压，采集电压经过隔离后接入DSP的ADC入口。优选的，隔离放大器芯片信号为ISO124，放大倍数为1。DSP的ADC输入范围为0-3.3V，因此ADC满量程电压配置为103.3V。

步骤3：配置相电压重构参数。

利用母线电压和相电压重构算法求出的三相电压。电机a相电压重构公式为

其中T_a为一个周期内电机a相上桥MOSFET理想的导通时间、T为开关周期，V_dc是母线电压值，以上参数为软件运行时可直接读取的已知参数。实际死区时间T_shut可在定子电阻辨识过程得出，辨识过程按电角度σ＝0°，I_d＝I_Rs，I_q＝0的方式施加激励。Vb和Vc电压重构公式与Va类似，不再一一列举。

步骤4：电机参数学习及保存。

利用固化在DSP中的InstaSPIN-FOC软件学习电机的参数，包括定子电阻值、直轴电感值、交轴电感值、永磁磁链幅值，学习完毕后保存在带电可擦可编程只读存储器EEPROM中。

步骤5：无位置传感器闭环控制。

基于采集的母线电压、3相电压、3相电流共7个变量和电机中的定子电阻值、直轴电感值、交轴电感值、永磁磁链幅值共4个参数，运行嵌入在DSP上只读存储器中的FAST(磁链Flux、电角度Angle、转速Speed和转矩Torque)观测器来计算转子电角度。FAST观测器在零速时通过强制角启动，在1H_z电频率时切换到观测器角度闭环控制。在本发明的实施例中DSP型号可为TMS320F28069F、TMS320F28062F、TMS320F28027F和TMS320F280049C等等。

如图3所示上半部分是主电机控制器部分，下半部分是从电机控制器部分。对于主电机控制器部分和从电机控制部门，Clark变换器将电机ABC自然坐标系的三相电流变换成α-β静止坐标系下的电机电流，Park变换器将α-β静止坐标系下的电流转换成d-q同步旋转坐标系下的电机电流，反Park变换器将d-q同步旋转坐标系下的电机电压转换成α-β静止坐标系下的电机电压。VR-FAST观测器利用电机矢量控制单元(在该实施例中为空间矢量脉宽调制单元SVPWM)的α-β轴电压和电流计算出电机转子的位置θ和转速ω，转子的位置θ是Park变换器和反Park变换器的输入参数，转速ω与给定转速指令Spd经速度环PI控制器输出为交轴电流

然后经电流环PI控制器后转换成交轴电压

经反Park变换器转换成α轴电压

最后通过SVPWM输出六路控制信号驱动逆变器工作，输出可变幅值和频率的三相正弦电流到电动机定子。主、从电机控制器均采用外环速度环和内环电流环的双闭环PI控制，正常工况下主电机控制器工作在速度环和电流环模式，从电机控制器采用外环伪速度环和电流环模式，通过协调算法控制双机扭矩均衡。若主电机或主电机控制器故障，从电机可从伪速度环切换到速度环，维持转速和电流的闭环输出。协调算法具体步骤如下：

步骤1：转速指令获取。

主电机控制器ω₁完全执行飞控发送的转速指令Spd1。从电机控制器ω₂在收到飞控的转速指令Spd2后内部以λ*Spd2为实际执行指令，0＜λ＜1是伪速度环模式，λ＝1为速度环模式。λ为协调系数使用时根据实际效果取舍，若λ＝0则仅有电流环运行，当从电机切换到速度环和电流环双环工作时会导致转矩抖动或过流关断。

步骤2：速度PI解算。

主电机控制器转速指令为ω₁，FAST观测器根据主电机的反电势计算出反馈转速为ω_M，速度环PI控制器解算处求出主电机控制器的电流环输入目标电流值

从电机控制器转速指令为ω₂，反馈转速为ω_S，速度环PI控制器解算处求出从电机控制器的电流环输入目标电流值

由于主电动机和从电动机共用转子，双电机实际转速设为ω，正常工作时ω＝ω_M＝ω_S。

步骤3：内部通信转发电流环目标电流值。

主电机通过内部CAN通信或RS485通信将

发送给从电机控制器。从电机控制器优先使用CAN通信接收的数据。

步骤4：从电动机控制器电流环目标值判决。

在扭矩均衡工作模式：

为从电机速度环PI控制器的输出结果，由于主电机控制速度环，从电机控制器取0＜λ＜1，从电机控制器工作于伪速度环模式，因此正常工况从电机的实际转速指令λ*Spd2＜ω，ω为电机的实际转速，单位是rpm。从电机控制器速度环运行结果Spd_out2(λ*Spd2，ω)将一直处于积分饱和状态，协调算法规定

不小于

是从电机控制器输入电流环的目标值判决结果，因此实际工作时从电机控制器电流环目标值

与主电机控制器电流环目标值

相同，双余度电机工作均衡。根据螺旋桨的不反转的特性，限制电流环都为正电流即最小值为0。在该实施例中，在MOSFET的过电流能力在保证单电动机输出不小于60N.m扭矩的前提下，限制电机最大输出相电流峰值为500A，则判决结果为：

在扭矩不均衡工作模式：

在扭矩不均衡模式，可以按照指令配置主电机的相电流与从电机的相电流比例。主电机控制器电流环输入为

主电机控制器经内部通信发给从电机控制器的电流指令为

从电机控制器电流环输入值取Spd_out2(λ*Spd2，ω)和

两者的大值。值得说明的是，在扭矩不均衡模式，控制速度环的主电机控制器执行转速指令为最大值max(Spd1，Spd2)，主电动机和从电动机扭矩分配比例为Spd1∶Spd2。

双电机控制器容错，包括主电机控制器停机故障、从电机控制器停机故障、外部通信故障、内部通信故障和转速指令故障。具体实施如下：

从电机控制器通过内部通信判断主电机的工作状态，具体的若内部通信正常则从电机控制器根据主电机控制器发送给从电机控制器的状态信息判断主电机是否故障。若主电机控制器或主电机故障则从电动机控制器从伪速度环切换至速度环模式单机工作，不再使用主电机控制器内部通信发送的电流值。若从电机控制器连续1秒收不到主电机控制器的内部通信数据，则从控从电机控制器从伪速度环切换至速度环模式单机工作。若主电机控制器还可恢复正常，在不重新上电条件下可以受控重启，重启时主电机先以120rpm指令工作，避免飞车启动时过流保护，启动成功后再执行飞控的转速指令。主电机控制器启动成功后，从电机控制器从速度环模式切换到伪速度环模式工作。

主电机控制器通过内部通信判断从电机的工作状态，具体的若内部通信正常则主电机控制器根据从电机控制器发送给主电机控制器的状态信息判断从电机是否故障。若从电机故障，主电动机控制器在速度环模式单机工作。若从头电机控制器还可恢复正常，在不重新上电条件下可以受控重启，重启时从电机先以120rpm指令工作，避免飞车启动时过流保护，启动成功后再执行飞控的转速指令。从电机控制器启动成功后切换到伪速度环模式工作。

若主电机控制器外部通信故障，主电机控制器可通过内部通信接收从电机控制器转发的飞控计算机所有指令，具体包括工作模式、主电机转速指令、从电机转速指令。并将主电机控制器的转速、电流、电压、故障状态发送给从电机控制器。从电机控制器的外部通信包括双电动机系统的所有信息。若从电机控制器外部通信故障，从电机控制器可通过内部通信接收主电机控制器转发的转速指令，并将从电机控制器的转速、电流、电压、故障状态发送给主电机控制器。主电机控制器的外部通信包括双电动机系统的所有信息。外部通信容错控制体现在只要任何一路外部通信正常，则双电机系统工作正常。

主电机控制器和从电机控制器之间具备CAN通信和RS485冗余通信，两者都正常的工况优先使用CAN通信的数据，若CAN通信故障则使用RS485通信的数据。内部通信容错控制体现在只要任何一路内部通信正常，则双电机系统工作正常。内部通信内容包括转速指令、电流指令、故障信息、相电流、控制器温度、电机温度等。

转速指令故障包括主从转速指令不一致故障和转速指令超过当前电压电机最大输出能力故障。设主电机控制器接收转速指令Spd1_M和Spd2_M，从电机控制器接收转速指令Spd1_S和Spd2_S，M表示主电动机侧，S表示从电动机侧，Spd1为给主电动机控制器的转速指令，Spd2为给从电动机控制器的转速指令。在扭矩均衡的工作模式，正常指令时Spd1_M＝Spd2_M＝Spd1_S＝Spd2_S。在故障指令时，若Spd1_M≠Spd2_M，则Spd_M＝Spd1_M。若Spd1_S≠Spd2_S，则Spd_S＝Spd1_S。Spd_M是主电动机控制器第一次判决后的转速指令，Spd_S是从电动机控制器第一次判决后的转速指令。若Spd_M≠Spd_S且λ*Spd_S≤Spd_M，则Spd＝Spd_M，若λ*Spd_S＞Spd_M，则Spd＝λ*Spd_S。Spd为双电机最终执行的转速指令。在扭矩均衡的工作模式，协调系数取值范围0＜λ＜1。

转速指令超过当前电压电机最大输出能力故障，若供电电池电量不够导致电池电压下降，则电动机在低母线电压下具备输出峰值转速的能力。设Spd_Fly为控制器接收的转速指令，Spd_Limit为母线电压限制的最高转速，Spd为双电机最终执行的转速指令。若Spd_Fly＜Spd_Limit，则Spd＝Spd_Fly。若Spd_Fly≥Spd_Limit，则Spd＝Spd_Limit。在该实施例中，电池电压Vdc取值范围40V-60V，根据电动机的反电动势系数设置Spd_Limit＝50*Vdc-200，若Spd_Limit＞2200，则Spd_Limit＝2200。若Spd_Limit＜1800，则Spd_Limit＝1800。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种双电机推进系统，其特征在于，该双电机推进系统包括：主电动机、从电动机、主电机控制器和从电机控制器；其中，所述主电动机和所述从电动机采用独立的定子和转子，所述主电动机和所述从电动机共用转子外壳和电机轴；所述主电机控制器的输出与所述主电动机的三相线连接，所述从电机控制器的输出与所述从电动机的三相线连接；所述主电机控制器和所述从电机控制器通信连接；所述主电机控制器包括：与所述主电动机的相线连接的主电流传感器，与所述主电动机的母线连接的主电压采集电路，所述主电压采集电路与所述主电流传感器分别与主数字信号处理器连接；

所述从电机控制器包括：与所述从电动机的相线连接的从电流传感器，与所述从电动机的母线连接的从电压采集电路，所述从电压采集电路与所述从电流传感器分别与从数字信号处理器连接；

所述主电机控制器包括：主速度环控制器和主电流环控制器，所述从电机控制器包括：从速度环控制器和从电流环控制器；

所述主电机控制器接收主转速指令并直接确定为主电动机的目标转速指令；

所述从电机控制器接收从转速指令并在协调系数的作用下调节为从电动机的目标执行指令；所述协调系数的取值范围为大于0小于等于1；

主速度环控制器根据所述目标转速指令和所述主数字信号处理器获得的主反馈转速计算出输入到主电流环控制器的主目标电流值；

从速度环控制器根据所述目标执行指令和所述从数字信号处理器获得的从反馈转速计算出输入到从电流环控制器的从目标电流值；

所述主电机控制器将所述主目标电流值发送给所述从电机控制器；

所述从电机控制器根据所述主目标电流值调整输入到从电流环控制器的电流值。

2.根据权利要求1所述双电机推进系统，其特征在于，

所述主电机控制器还包括：主电机矢量控制器、主Park变换和主反Park变换，其中，所述主数字信号处理器分别与所述主电机矢量控制器、所述主Park变换和所述主反Park变换连接，所述主数字信号处理器还与所述主速度环控制器连接，所述主速度环控制器与所述主电流环控制器连接，所述主电流环控制器与所述主反Park变换连接；

所述从电机控制器还包括：从电机矢量控制器、从Park变换和从反Park变换，其中，所述从数字信号处理器分别与所述从电机矢量控制器、所述从Park变换和所述从反Park变换连接，所述从数字信号处理器还与所述从速度环控制器连接，所述从速度环控制器与所述从电流环控制器连接，所述从电流环控制器与所述从反Park变换连接。

3.一种如权利要求1所述的双电机推进系统的控制方法，其特征在于，

所述方法包括：

主电机控制器与外部通信接收转速指令并向外部反馈所述双电机推进系统的状态信息；

从电机控制器与外部通信接收转速指令并向外部反馈所述双电机推进系统的状态信息；所述转速指令包括主电机的主转速指令和从电机的从转速指令；

所述主电机控制器和所述从电机控制器之间内部通信相互传递数据。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，该方法还包括：对于所述主电机控制器和所述从电机控制器各自独立执行：

电流传感器采集相线的电流，获得相线的三相电流；

电压采集电路采集母线电压；

数字信号处理器利用母线电压和相电压重构算法求出的三相电压；

所述数字信号处理器学习电机参数，所述电机参数包括：定子电阻值、直轴电感值、交轴电感值、永磁磁链幅值；

根据所述三相电流、所述母线电压、所述三相电压和所述电机参数计算电机转子的电角度。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述电流传感器采集相线的电流，获得相线的三相电流，包括：

使用2路霍尔电流传感器在相线处采集电动机相电流，第3路相电流根据基尔霍夫定律三相电流和为零计算得出；

所述根据所述三相电流、所述母线电压、所述三相电压和所述电机参数计算电机转子的电角度，包括：

根据所述三相电流、所述母线电压、所述三相电压和所述电机参数，利用嵌入在DSP上只读存储器中的FAST观测器计算电机转子的电角度。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，当在扭矩不均衡工作模式时，该方法还包括：

将所述主转速指令和所述从转速指令中转速大的指令作为所述主电动机和所述从电动机的执行转速指令；

所述主电动机的扭矩与所述从电动机的扭矩分配比例为所述主转速指令与所述从转速指令的比值；

所述主电机控制器将所述主目标电流值乘以所述比值的结果发送给所述从电机控制器。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，该方法还包括：

若所述主电机和/或所述主电机控制器故障，则所述从电机控制器不再使用所述主电机控制器内部通信发送的电流值，将所述协调系数调整为1；

和\或，

若所述主电机和/或所述主电机控制器故障，则从电动机控制器依靠所述从速度环控制器单机工作；

和\或，

若所述主电机控制器外部通信故障，所述主电机控制器通过内部通信接收所述从电机控制器转发的转速指令，并将其转速、电流、电压、故障状态发送给所述从电机控制器；

和\或，

若所述从电机控制器外部通信故障，所述从电机控制器通过内部通信接收所述主电机控制器转发的转速指令，并将其转速、电流、电压、故障状态发送给所述主电机控制器；

和\或，

在扭矩均衡的工作模式时，若所述主电机控制器与所述从电机控制器接收到的转速指令不一致，执行：

若Spd1_M≠Spd2_M，则Spd_M＝Spd1_M；

若Spd1_S≠Spd2_S，则Spd_S＝Spd1_S；

若Spd_M≠Spd_S，而λ*Spd_S≤Spd_M，则Spd＝Spd_M；而λ*Spd_S>Spd_M，则Spd＝λ*Spd_S；

其中，Spd1_M为所述主电机控制器接收的转速指令中的主转速指令，Spd2_M为所述主电机控制器接收的转速指令中的从转速指令；Spd1_S为所述从电机控制器接收的转速指令中的主转速指令，Spd2_S为所述从电机控制器接收的转速指令中的从转速指令；Spd_M为所述主电机控制器的中间转速指令；Spd_S为所述从电机控制器的中间转速指令；Spd为主电机和从电机执行的转速指令；λ为协调系数；

和\或，

当所述转速指令超过当前电机最大输出时，则将在母线电压限制下的最高转速作为主电机和从电机执行的转速指令。

8.根据权利要求3-5任一所述的控制方法，其特征在于，所述主电机控制器和所述从电机控制器之间内部通信相互传递数据，包括：

所述主电机控制器和所述从电机控制器之间具备CAN通信和RS485冗余通信，两者都正常时使用CAN通信的数据，若CAN通信故障则使用RS485通信的数据；所述数据包括但不限于转速指令、电流指令、故障信息、相电流、控制器温度、电机温度。

Images