CN113442737B - 一种双电机联合驱动系统的双电机控制系统及控制方法 - Google Patents

一种双电机联合驱动系统的双电机控制系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双电机联合驱动系统的双电机控制系统和控制方法，采用多内核的单处理器的双电机控制系统分别控制两个不同特性的电机运行，节省通讯、存储、外围电路等资源，降低因通讯时差可能导致的电机响应速度不一，不能有效协调配合的影响，同时实现了轻量化、低成本、高可靠性。并且三个核心根据任务性质执行不同任务以优化分工提高运行效率。内核1接收整车需求转矩命令，并根据两电机不同的特性和数据，实时优化转矩分配并由内核2和内核3分别对两个电机进行矢量控制输出相应转矩，根据路况动态调整协态变量适用于各种路况，实时优化转矩分配，使控制器及双电机耦合驱动系统损耗最小以达到高效运行。

Description

一种双电机联合驱动系统的双电机控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及电动汽车电驱动技术领域，尤其涉及一种双电机联合驱动系统控制系统。
背景技术
目前纯电动汽车驱动系统大多采用单一动力源，即单电机方式进行驱动，由于在车辆加速行驶、低速行驶、高速行驶时对电机功率、速度、扭矩的需求不同，电机难以在更宽的速度范围内实现高效率驱动，从而在全运行周期整体驱动效率较低；且随着功率需求的增加，其重量、体积、直流电压、电流均不断增大。所以，多动力源驱动系统，不同运行特性的电机协调驱动的方式成为解决上述问题的重要技术发展方向。
多动力源协调驱动可以分为集中式驱动、分布式驱动。集中式驱动即多个电机通过诸如行星齿轮等机械结构进行动力耦合，将不同动力源的输出动力进行合理、高效的合成与分解，达到系统效能最优。分布式驱动，结构简单占用空间小便于布置，且均可独立控制，比如轮边电机、轮毂电机等。目前常用的多动力源驱动系统多为双电机的联合驱动，如双电机行星耦合驱动系统等。但大多使用独立的控制器进行控制，或仅将两个控制器集中在一个壳体内组成一个双电机控制器，依然采用两个处理芯片进行控制。这种控制方式在控制器接收整车控制器发来的控制命令时，由于通讯时差可能会导致电机响应速度不一，不能有效协调配合；且动力优化分配算法需要在整车控制器中运行然后将控制命令通过CAN总线分发到各电机控制器执行，加大了整车控制器负担。
对于多电机驱动系统扭矩分配方式有基于逻辑门限值的简单分配、有基于效率最大的优化分配等等。公开号为CN106240402B的专利申请提供了一种双电机电动汽车的控制方法及装置，其中方法包括：当后电机效率大于高效率阈值且需求扭矩大于扭矩上限值则切换为四驱模式，即当需求扭矩大于后电机两倍扭矩时将需求扭矩平均分配给前后电机，否则保持后电机扭矩不变其余分配给前电机。这种方式较为简单且依赖于阈值的设置，亦没有考虑电机效率特性，所分配结果并非最优，难以实现高、中、低全速范围的高效运行。
以效率最优或综合经济性最优为目标的优化分配时，动态规划是目前应用较多的全局优化算法之一，但其计算庞大而且极易陷入维数灾难，不可能在车辆行驶过程中进行实时管理。而瞬时优化适用于非特定工况，可根据当前车辆运行状态实时调整动力分配，其计算量较小且可实现实时优化管理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能克服上述技术的不足，用于双电机耦合驱动系统的双电机控制系统。通过多核控制器协调处理不同模块和任务，无需通讯共享存储，基于庞特里亚金瞬时优化综合考虑双电机高效区间实时优化动力分配，提高驱动系统效率。
为实现上述目的，本发明所述系统包括三核控制模块，驱动模块1，驱动模块2，功率模块1，功率模块2，信号采集模块1，信号采集模块2，保护动作模块1，保护动作模块2，位置解码模块1，位置解码模块2，CAN通讯模块，滤波模块，存储模块。
所述三核控制模块包括，CPU内核1，CPU内核2，CPU内核3，PWM信号1，PWM信号2，IO端口组1，IO端口组2，ADC端口组1，ADC端口组2，SPI通讯接口1，SPI通讯接口2，CAN通讯接口。所述CPU内核1，CPU内核2，CPU内核3存在于一个处理器内，为单片机、DSP、可编程逻辑控制器或嵌入式处理器的一种。
所述PWM信号1与驱动模块1连接，产生SVPWM信号1，用于控制功率开关管工作时序；
所述PWM信号2与驱动模块2连接，产生SVPWM信号2，用于控制功率开关管工作时序；
所述IO端口组1与保护动作模块1连接，工作在下降边沿捕捉中断模式，用于快速响应过欠压、过流、过温报警及故障；
所述IO端口组2与保护动作模块2连接，工作在下降边沿捕捉中断模式，用于快速响应过欠压、过流、过温报警及故障；
所述ADC端口组1与信号采集模块1连接，工作在同步采样模式以降低采样时刻不一致对调制带来的影响，用于采集驱动电机1的U、W电机两相绕组电流、母线电流及母线电压；
所述ADC端口组2与信号采集模块2连接，工作在同步采样模式以降低采样时刻不一致对调制带来的影响，用于采集驱动电机2的U、W电机两相绕组电流、母线电流及母线电压；
所述SPI通讯接口1与位置解码模块1连接，接收驱动电机1的转子位置信号；
所述SPI通讯接口2与位置解码模块2连接，接收驱动电机2的转子位置信号；
所述CAN通讯接口与CAN通讯模块连接，用于接收整车控制器命令以及上传双电机控制器状态及故障信息；
所述CPU内核1运行控制器启动，时钟及看门狗配置，接收IO端口组1和接收IO端口组2动作信号进行故障诊断及中断处理并将故障数据存储在存储模块；运行空闲定时任务及通信任务，存储相关数据至存储模块；从存储模块读取电机1和电机2的效率特性数据，接收整车控制器命令并运行改进的庞特里亚金瞬时扭矩优化算法，产生扭矩分配信号扭矩分配1和扭矩分配2；
所述CPU内核2接收SPI通讯接口1位置信号进行转子位置、速度解算，执行扭矩分配1命令，并接收ADC端口组1采样信号并产生结果中断运行闭环控制策略如直接转矩控制、FOC控制，并产生SVPWM控制信号产生PWM信号1控制功率模块1从而独立控制电机1；
所述CPU内核3接收SPI通讯接口2位置信号进行转子位置、速度解算，执行扭矩分配2命令，并接收ADC端口组2采样信号并产生结果中断运行闭环控制策略如直接转矩控制、FOC控制，并产生SVPWM控制信号产生PWM信号2控制功率模块2从而独立控制电机2；
所述驱动模块1与功率模块1连接，根据SVPWM信号1，通断开关管输出三相电1控制电机1；
所述驱动模块2与功率模块2连接，根据SVPWM信号2，通断开关管输出三相电2控制电机2；
所述功率模块1正序连接电机1三相线，由3个SiC MOSFET桥臂组成，以适应CPU内核1的高速PWM控制，从而减小控制器体积，增加载波比减少输出谐波和转矩脉动；
所述功率模块2正序连接电机2三相线，由3个SiC MOSFET桥臂组成，以适应CPU内核2的高速PWM控制，从而减小控制器体积，增加载波比减少输出谐波和转矩脉动；
所述电机1和电机2是具有不同功率、不同效率特性和外特性的永磁同步电机，以适应不同的工况需求便于处理器CPU内核1根据不同高效区运行改进的庞特里亚金瞬时优化策略进行转矩优化分配；
所述滤波模块主要包括薄膜滤波电容，其输入与动力电池直流母线连接，输出分别与功率模块1和功率模块2连接；
所述存储模块存储电机1和电机2的电机参数、效率特性数据、外特性数据、扭矩转速查表数据，故障数据，通讯数据等，CPU内核1、CPU内核2和CPU内核3均可共享存储模块；
一种双电机联合驱动系统的双电机控制系统的改进的庞特里亚金瞬时扭矩优化策略，包括以下步骤：
步骤1：根据电机1和电机2的效率特性基于多项式拟合出其效率和扭矩、转速关系，或对存储模块中效率特性数据查表可得：
η1(n1(t)，T1(t))和η2(n2(t)，T2(t))
其中，n1(t)、n2(t)为当前车速根据各级减速比换算的对电机1、电机2的需求转速，而T1(t)、T2(t)为整车控制器根据油门/刹车踏板开度经各级减速比换算的对电机1、电机2的需求转矩；
步骤2：根据存储模块中查表数据可得对应转速、转矩工况下的dq轴电流，从而计算相电流：I1(n1(t)，T1(t))和I2(n2(t)，T2(t))
步骤3：计算开关管在SVPWM调制下的导通损耗：
Figure BDA0003140694600000041
其中，SVPWM调制方式时占空比
Figure BDA0003140694600000042
M为调制系数，vCE为导通压降可线性简化为vCE＝VCE0+rCE·ic(t)，VCE0为门槛电压，rCE为斜率电阻，ic(t)为流过开关管的电流；
计算反并联二极管在SVPWM调制下的导通损耗：
Figure BDA0003140694600000043
其中，vF为导通压降线性简化为vF＝VF0+rF·ic(t)，VF0为门槛电压，rF为斜率电阻；
步骤4：计算开关管的开关损耗：
Figure BDA0003140694600000044
其中，fsw为开关频率，Eon(VDS，ic(t))、Eoff(VDS，ic(t))分别为导通和关断能量损耗，其随电流和开关管电压VDS而变化，变化关系可从开关管手册中曲线拟合得出，拟合关系存储在存储模块，T为开关周期；
计算反并联二极管的开关损耗：
Figure BDA0003140694600000045
其中，ED_off(VDS，ic(t))反向恢复能量损耗，其随电流和二极管电压VD而变化，变化关系可从开关管手册中曲线拟合得出，拟合关系存储在存储模块；
步骤5：根据电机1和电机2的效率特性以及控制器损耗，以整个电驱系统损耗最小即效率最优作为性能指标函数：
Figure BDA0003140694600000051
其中，状态变量n1(t)是当前车速nvehicle(t)根据驱动系统后减速比换算到双电机耦合输出轴的转速，nvehicle(t)根据电机1、电机2到驱动系统减速比k1、k2输出关系可表示为k1·n1(t)为k2·n2(t)，控制变量T1(i)是整车需求转矩Ttotal(t)换算到对电机1的需求转矩，则相应的电机2分配到的需求转矩T2(t)可表示为Ttotal(t)-T1(t)/k1；
f(n1(t)，T1(t))＝PC_loss(n1(t)，T1(t))+PM_loss(n1(t)，T1(t))
其中，PM_loss为双电机损耗，PC_loss为双电机控制器损耗；
Figure BDA0003140694600000052
Figure BDA0003140694600000053
其
中，σ为ω＝2πfphase，θ＝ωT，T＝1/fsw，n＝60f/p四式联立而得σ＝2πnp/60fsw，fphase为逆变输出频率即调制波频率，p为电机极对数；
步骤6：根据电机特性设置约束条件：
n1(t)≤n1_max，n2(t)≤n2_max
T1(t)≤T1_max，T2(t)≤T2_max
n1(t)·T1(t)≤9550·P1_max，n2(t)·T2(t)≤9550·P2_max
步骤7：建立哈密尔顿函数为：
Figure BDA0003140694600000056
状态方程和伴随方程分别为
Figure BDA0003140694600000054
Figure BDA0003140694600000055
其中，λ(t)为协态变量，根据庞特里亚金极小值理论，当最优控制轨迹满足下式时可求出控制变量的最优解T1 *(t)：
Figure BDA0003140694600000057
在实际优化过程中，λ值直接影响扭矩分配，而车辆行驶路况是不确定的，固定的λ值无法在线实现瞬时最优分配，因此将需求转矩Ttotal(t)经PI运算得到双电机驱动系统输出轴转速na(t)，与实际反馈值进行比较得到偏差量再进行PI调节，根据当前转速、转矩实时路况动态调整λ(t)值，运行改进的庞特里亚金瞬时优化策略实时优化双电机扭矩分配。
本发明的有益效果是：
(1)采用三核或多核的单处理器的双电机控制系统，可以有效节省通讯、存储、外围电路等资源；可以降低因通讯时差可能导致的电机响应速度不一，不能有效协调配合的影响；此外，将扭矩分配任务从整车控制器转移到双电机控制系统执行，减轻了整车控制器负担，实现了边缘计算；同时实现了轻量化、低成本、高可靠性；
(2)多CPU内核的双电机控制系统可以根据任务紧急程度将感知(如电压、电流采样，位置解算，故障中断等)、控制(如矢量控制、坐标变换、模式设定等)、决策(如PWM输出、过温、过流、过欠压保护、主动短路、堵转保护等)等任务运行在不同CPU内核里，优化分工提高运行效率；
(3)CPU内核中运行的改进型庞特里亚金瞬时优化扭矩分配策略，其改进之处在于根据实时路况动态调节协态变量，以双电机控制系统、双电机组成的整个驱动系统损耗为优化目标，综合考虑控制器损耗、两电机不同特性参数进行实时优化转矩分配，适用于各种路况；
(4)多CPU内核任务分配的控制架构，根据路况实时优化转矩分配的策略共同作用以提高系统运行效率降低驱动系统功耗。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1是双电机控制器示意图；
图2是CPU内核1中运行的改进庞特里亚金瞬时优化流程图；
图3是CPU内核1中运行的λ(t)动态PI控制流程图；
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
下面结合附图1-3，对本发明的一种双电机联合驱动系统的双电机控制系统作以下详细说明。
如图1所示，本发明所述系统包括三核处理器，驱动模块1，驱动模块2，功率模块1，功率模块2，信号采集模块1，信号采集模块2，保护动作模块1，保护动作模块2，位置解码模块1，位置解码模块2，滤波模块，存储模块。
所述三核处理器包括，CPU内核1，CPU内核2，CPU内核3，PWM信号1，PWM信号2，IO端口组1，IO端口组2，ADC端口组1，ADC端口组2，SPI通讯接口1，SPI通讯接口2。所述CPU内核1，CPU内核2，CPU内核3存在于一个处理器内，为单片机、DSP、可编程逻辑控制器或嵌入式处理器的一种。
所述PWM信号1与驱动模块1连接，产生SVPWM信号1，用于控制功率开关管工作时序；
所述PWM信号2与驱动模块2连接，产生SVPWM信号2，用于控制功率开关管工作时序；
所述IO端口组1与保护动作模块1连接，工作在下降边沿捕捉中断模式，用于快速响应过欠压、过流、过温报警及故障；
所述IO端口组2与保护动作模块2连接，工作在下降边沿捕捉中断模式，用于快速响应过欠压、过流、过温报警及故障；
所述ADC端口组1与信号采集模块1连接，工作在同步采样模式以降低采样时刻不一致对调制带来的影响，用于采集驱动电机1的U、W电机两相绕组电流、母线电流及母线电压；
所述ADC端口组2与信号采集模块2连接，工作在同步采样模式以降低采样时刻不一致对调制带来的影响，用于采集驱动电机2的U、W电机两相绕组电流、母线电流及母线电压；
所述SPI通讯接口1与位置解码模块1连接，接收驱动电机1的转子位置信号；
所述SPI通讯接口2与位置解码模块2连接，接收驱动电机2的转子位置信号；
所述CPU内核1运行控制器启动，时钟及看门狗配置，接收IO端口组1和接收IO端口组2动作信号进行故障诊断及中断处理并将故障数据存储在存储模块；运行空闲定时任务及通信任务，存储相关数据至存储模块；从存储模块读取电机1和电机2的效率特性数据，接收整车控制器命令并运行改进的庞特里亚金瞬时扭矩优化算法，产生扭矩分配信号扭矩分配1和扭矩分配2；
所述CPU内核2接收SPI通讯接口1位置信号进行转子位置、速度解算，执行扭矩分配1命令，并接收ADC端口组1采样信号并产生结果中断运行闭环控制策略如直接转矩控制、FOC控制并产生SVPWM控制信号即PWM信号1控制功率模块1从而独立控制电机1；
所述CPU内核3接收SPI通讯接口2位置信号进行转子位置、速度解算，执行扭矩分配2命令，并接收ADC端口组2采样信号并产生结果中断运行闭环控制策略如直接转矩控制、FOC控制并产生SVPWM控制信号即PWM信号2控制功率模块2从而独立控制电机2；
所述驱动模块1与功率模块1连接，根据SVPWM信号1，通断开关管输出三相电1控制电机1；
所述驱动模块2与功率模块2连接，根据SVPWM信号2，通断开关管输出三相电2控制电机2；
所述功率模块1正序连接电机1三相线，由3个SiC MOSFET桥臂组成，以适应CPU内核1的高速PWM控制，从而减小控制器体积，增加载波比减少输出谐波和转矩脉动；
所述功率模块2正序连接电机2三相线，由3个SiC MOSFET桥臂组成，以适应CPU内核2的高速PWM控制，从而减小控制器体积，增加载波比减少输出谐波和转矩脉动；
所述电机1和电机2是具有不同功率、不同效率特性和外特性的永磁同步电机，以适应不同的工况需求便于处理器CPU内核1根据不同高效区运行改进的庞特里亚金瞬时优化策略进行转矩优化分配；
所述滤波模块主要包括薄膜滤波电容，其输入与动力电池直流母线连接，输出分别与功率模块1和功率模块2连接；
所述存储模块存储电机1和电机2的电机参数、效率特性数据、外特性数据、扭矩转速查表数据，故障数据，通讯数据等，CPU内核1、CPU内核2和CPU内核3均可共享存储模块；
如图2所示，CPU内核1所运行的改进的庞特里亚金瞬时优化扭矩分配策略包括以下步骤：
步骤1：根据电机1和电机2的效率特性基于多项式拟合出其效率和扭矩、转速关系，或对存储模块中效率特性数据查表可得：
η1(n1(t)，T1(t))和η2(n2(t)，T2(t))
其中，n1(t)、n2(t)为当前车速根据各级减速比换算的对电机1、电机2的需求转速，而T1(t)、T2(t)为整车控制器根据油门/刹车踏板开度经各级减速比换算的对电机1、电机2的需求转矩；
步骤2：根据存储模块中查表数据可得对应转速、转矩工况下的dq轴电流，从而计算相电流：I1(n1(t)，T1(t))和I2(n2(t)，T2(t))
步骤3：计算开关管在SVPWM调制下的导通损耗：
Figure BDA0003140694600000081
其中，SVPWM调制方式时占空比
Figure BDA0003140694600000082
M为调制系数，vCE为导通压降可线性简化为vCE＝VCE0+rCE·ic(t)，VCE0为门槛电压，rCE为斜率电阻，ic(t)为流过开关管的电流；
计算反并联二极管在SVPWM调制下的导通损耗：
Figure BDA0003140694600000091
其中，vF为导通压降线性简化为vF＝VF0+rF·ic(t)，VF0为门槛电压，rF为斜率电阻；
步骤4：计算开关管的开关损耗：
Figure BDA0003140694600000092
其中，fsw为开关频率，Eon(VDS，ic(t))、Eoff(VDS，ic(t))分别为导通和关断能量损耗，其随电流和开关管电压VDS而变化，变化关系可从开关管手册中曲线拟合得出，拟合关系存储在存储模块，T为开关周期；
计算反并联二极管的开关损耗：
Figure BDA0003140694600000093
其中，ED_off(VDS，ic(t))反向恢复能量损耗，其随电流和二极管电压VD而变化，变化关系可从开关管手册中曲线拟合得出，拟合关系存储在存储模块；
步骤5：根据电机1和电机2的效率特性以及控制器损耗，以整个电驱系统损耗最小即效率最优作为性能指标函数：
Figure BDA0003140694600000094
其中，状态变量n1(t)是当前车速nvehicle(t)根据驱动系统后减速比换算到双电机耦合输出轴的转速，nvehicle(t)根据电机1、电机2到驱动系统减速比k1、k2输出关系可表示为k1·n1(t)为k2·n2(t)，控制变量T1(t)是整车需求转矩Ttotal(t)换算到对电机1的需求转矩，则相应的电机2分配到的需求转矩T2(t)可表示为Ttotal(t)-T1(t)/k1；
f(n1(t)，T1(t))＝PC_loss(n1(t)，T1(t))+PM_loss(n1(t)，T1(t))
其中，PM_loss为双电机损耗，PC_loss为双电机控制器损耗；
Figure BDA0003140694600000095
Figure BDA0003140694600000096
其
中，σ为ω＝2πfphase，θ＝ωT，T＝1/fsw，n＝60f/p四式联立而得σ＝2πnp/60fsw，fphase为逆变输出频率即调制波频率，p为电机极对数；
步骤6：根据电机特性设置约束条件：
n1(t)≤n1_max，n2(t)≤n2_max
T1(t)≤T1_max，T2(t)≤T2_max
n1(t)·T1(t)≤9550·P1_max，n2(t)·T2(t)≤9550·P2_max
步骤7：建立哈密尔顿函数为：
Figure BDA0003140694600000103
状态方程和伴随方程分别为
Figure BDA0003140694600000101
Figure BDA0003140694600000102
其中，λ(t)为协态变量，根据庞特里亚金极小值理论，当最优控制轨迹满足下式时可求出控制变量的最优解T1 *(t)：
Figure BDA0003140694600000104
如图3所示，Ttotal(t)需求转矩经PI控制器1调节产生双电机驱动系统输出轴转速na(t)，与实际反馈值进行比较得到偏差量再进行PI控制器2调节，根据当前转速、转矩实时路况动态调整λ(t)值，并与电机1转矩T1(t)一起运行庞特里亚金最小损耗优化分配转矩，即在线实现瞬时最优分配。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (2)

1.一种双电机联合驱动系统的双电机控制系统，其特征在于，包括三核控制模块，驱动模块1，驱动模块2，功率模块1，功率模块2，信号采集模块1，信号采集模块2，保护动作模块1，保护动作模块2，位置解码模块1，位置解码模块2，CAN通讯模块，滤波模块，存储模块；
所述三核控制模块包括，CPU内核1，CPU内核2，CPU内核3，PWM信号1，PWM信号2，IO端口组1，IO端口组2，ADC端口组1，ADC端口组2，SPI通讯接口1，SPI通讯接口2，CAN通讯接口，所述CPU内核1，CPU内核2，CPU内核3存在于一个处理器内；
所述PWM信号1与驱动模块1连接，产生SVPWM信号1，用于控制功率开关管工作时序；
所述PWM信号2与驱动模块2连接，产生SVPWM信号2，用于控制功率开关管工作时序；
所述IO端口组1与保护动作模块1连接，工作在下降边沿捕捉中断模式，用于快速响应过欠压、过流、过温报警及故障；
所述IO端口组2与保护动作模块2连接，工作在下降边沿捕捉中断模式，用于快速响应过欠压、过流、过温报警及故障；
所述ADC端口组1与信号采集模块1连接，工作在同步采样模式以降低采样时刻不一致对调制带来的影响，用于采集驱动电机1的U、W电机两相绕组电流、母线电流及母线电压；
所述ADC端口组2与信号采集模块2连接，工作在同步采样模式以降低采样时刻不一致对调制带来的影响，用于采集驱动电机2的U、W电机两相绕组电流、母线电流及母线电压；
所述SPI通讯接口1与位置解码模块1连接，接收驱动电机1的转子位置信号；
所述SPI通讯接口2与位置解码模块2连接，接收驱动电机2的转子位置信号；
所述CAN通讯接口与CAN通讯模块连接，用于接收整车控制器命令以及上传双电机控制器状态及故障信息；
所述驱动模块1与功率模块1连接，根据SVPWM信号1，通断开关管输出三相电1控制电机1；
所述驱动模块2与功率模块2连接，根据SVPWM信号2，通断开关管输出三相电2控制电机2；
所述功率模块1正序连接电机1三相线，由3个SiC MOSFET桥臂组成；
所述功率模块2正序连接电机2三相线，由3个SiC MOSFET桥臂组成；
所述电机1和电机2是具有不同功率、不同效率特性和外特性的永磁同步电机；
所述滤波模块主要包括薄膜滤波电容，其输入与动力电池直流母线连接，输出分别与功率模块1和功率模块2连接；
所述存储模块存储电机1和电机2的电机参数、效率特性数据、外特性数据、扭矩转速查表数据，故障数据，通讯数据，CPU内核1、CPU内核2和CPU内核3均可共享存储模块；
所述CPU内核1的控制架构中运行控制器启动，时钟及看门狗配置，接收IO端口组1和接收IO端口组2动作信号进行故障诊断及中断处理并将故障数据存储在存储模块；运行空闲定时任务及通信任务，存储相关数据至存储模块；从存储模块读取电机1和电机2的效率特性数据，接收整车控制器命令并运行改进的庞特里亚金瞬时扭矩优化策略，产生扭矩分配信号扭矩分配1和扭矩分配2；
所述CPU内核2的控制架构中接收SPI通讯接口1位置信号进行转子位置、速度解算，执行扭矩分配1命令，并接收ADC端口组1采样信号并产生结果中断运行闭环控制策略如直接转矩控制、FOC控制，并产生SVPWM控制信号即PWM信号1控制功率模块1从而独立控制电机1；
所述CPU内核3的控制架构中接收SPI通讯接口2位置信号进行转子位置、速度解算，执行扭矩分配2命令，并接收ADC端口组2采样信号并产生结果中断运行闭环控制策略如直接转矩控制、FOC控制，并产生SVPWM控制信号即PWM信号2控制功率模块2从而独立控制电机2。
2.一种使用权利要求1所述的双电机联合驱动系统的双电机控制系统的改进的庞特里亚金瞬时扭矩优化方法，其特征在于，该方法在CPU1中运行，包括以下步骤：
步骤1：根据电机1和电机2的效率特性基于多项式拟合出其效率和扭矩、转速关系，或对存储模块中效率特性数据查表可得：
η1(n1(t),T1(t))和η2(n2(t),T2(t))
其中，n1(t)、n2(t)为当前车速根据各级减速比换算的对电机1、电机2的需求转速，而T1(t)、T2(t)为整车控制器根据油门/刹车踏板开度经各级减速比换算的对电机1、电机2的需求转矩；
步骤2：根据存储模块中查表数据可得对应转速、转矩工况下的dq轴电流，从而计算相电流：I1(n1(t),T1(t))和I2(n2(t),T2(t))
步骤3：计算开关管在SVPWM调制下的导通损耗：
Figure FDA0003535811730000031
其中，SVPWM调制方式时占空比
Figure FDA0003535811730000032
M为调制系数，vCE为导通压降可线性简化为vCE＝VCE0+rCE·ic(t)，VCE0为门槛电压，rCE为斜率电阻，ic(t)为流过开关管的电流；
计算反并联二极管在SVPWM调制下的导通损耗：
Figure FDA0003535811730000033
其中，vF为导通压降线性简化为vF＝VF0+rF·ic(t)，VF0为门槛电压，rF为斜率电阻；
步骤4：计算开关管的开关损耗：
Figure FDA0003535811730000034
其中，fsw为开关频率，Eon(VDS,ic(t))、Eoff(VDS,ic(t))分别为导通和关断能量损耗，其随电流和开关管电压VDS而变化，变化关系可从开关管手册中曲线拟合得出，拟合关系存储在存储模块，T为开关周期；
计算反并联二极管的开关损耗：
Figure FDA0003535811730000035
其中，ED_off(VDS,ic(t))反向恢复能量损耗，其随电流和二极管电压VD而变化，变化关系可从开关管手册中曲线拟合得出，拟合关系存储在存储模块；
步骤5：根据电机1和电机2的效率特性以及控制器损耗，以整个电驱系统损耗最小即效率最优作为性能指标函数：
Figure FDA0003535811730000036
其中，状态变量n1(t)是当前车速nvehicle(t)根据驱动系统后减速比换算到双电机耦合输出轴的转速，nvehicle(t)根据电机1、电机2到驱动系统减速比k1、k2输出关系可表示为k1·n1(t)为k2·n2(t)，控制变量T1(t)是整车需求转矩Ttotal(t)换算到对电机1的需求转矩，则相应的电机2分配到的需求转矩T2(t)可表示为Ttotal(t)-T1(t)/k1；
f(n1(t),T1(t))＝PC_loss(n1(t),T1(t))+PM_loss(n1(t),T1(t))
其中，PM_loss为双电机损耗，PC_loss为双电机控制器损耗；
Figure FDA0003535811730000041
Figure FDA0003535811730000042
其中，σ为ω＝2πfphase，θ＝ωT，T＝1/fsw，n＝60f/p四式联立而得σ＝2πnp/60fsw，fphase为逆变输出频率即调制波频率，p为电机极对数；
步骤6：根据电机特性设置约束条件：
n1(t)≤n1_max,n2(t)≤n2_max
T1(t)≤T1_max,T2(t)≤T2_max
n1(t)·T1(t)≤9550·P1_max,n2(t)·T2(t)≤9550·P2_max
步骤7：建立哈密尔顿函数为：
Figure FDA0003535811730000046
状态方程和伴随方程分别为
Figure FDA0003535811730000043
Figure FDA0003535811730000044
根据庞特里亚金极小值理论，当最优控制轨迹满足下式时可求出控制变量的最优解T1 *(t)：
Figure FDA0003535811730000045
λ(t)为协态变量，是根据路况动态调整的，是将需求转矩经PI运算得到双电机驱动系统输出轴转速，与实际反馈值进行比较得到偏差量再进行PI调节，根据当前转速、转矩实时路况动态调整值，运行改进的庞特里亚金瞬时优化策略实时优化双电机扭矩分配。
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