CN113949321A - 永磁同步电机控制方法及装置、电机控制器和智能汽车 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种永磁同步电机控制方法及装置、电机控制器和智能汽车。该控制方法通过查表法获得第一励磁电流和第一转矩电流，并实时采集控制永磁同步电机的三相电流，依次进行Clark变换和Park变换，并将励磁电流与接收到的预定励磁电流进行比较，并将转矩电流与接收都的预定转矩电流进行比较后，进行PI调节，并与前馈补偿共同作用，对励磁电压和转矩电压进行Park逆变换，并经过空间矢量脉宽调制算法作用于逆变器，形成用于控制永磁同步电机的三相电流，以对永磁同步电机进行闭环控制，从而能够在有限的直流电压限制以及电压利用率设定之内，尽可能输出更大的转矩达到更高的转速，提高驱动电机动力性、经济性。
Description
技术领域
本申请涉及电动汽车技术领域，具体为一种永磁同步电机控制方法及装置、电机控制器和智能汽车。
背景技术
永磁同步电机(Permanent-Magnet Synchronous Motor；PMSM)既具备结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点，又具备运行效率高、调速性能好以及无励磁损耗等诸多特点，故在当今国民经济的各个领域，如医疗器械、仪表仪器、航空航天、电动汽车及家用电器等各个方面的应用日益普及。
在电动汽车技术领域中，电动汽车的运行工况复杂,因此对驱动电机的调速范围、动态响应和鲁棒性等提出了很高的要求。传统的PI控制方法并不能满足控制性能的需求。为了得到更好的性能，已经提出了很多的方法，比如反步控制、自适应控制、鲁棒控制、模糊控制等，这些方法都从不同方面提高了永磁同步电机的控制性能。
但是，申请人发现，在传统技术领域中，在额定电压下的转速转矩二维表查表法，动态性能好，无额外励磁过程，但是对电压的波动鲁棒性差。因此，需要一种新的永磁同步电机控制方法，尽可能输出更大的转矩达到更高的转速，提高永磁同步电机的动力性和经济性。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种永磁同步电机控制方法及装置、电机控制器和智能汽车，用于解决现有技术中永磁同步电机无法实现在预设电压范围内，输出更大的转矩和更高的转速的技术问题。
为了解决上述问题，本申请实施例主要提供如下技术方案：
在第一方面中，本申请实施例公开了一种永磁同步电机控制方法，包括：
通过查表法获得第一励磁电流和第一转矩电流，并实时采集控制所述永磁同步电机的三相电流，将所述三相电流依次进行Clark变换和Park变换，形成第二励磁电流和第二转矩电流；
将所述第二励磁电流与所述第一励磁电流进行比较，并将所述第二转矩电流与所述第一转矩电流进行比较，将比较后得到的新的励磁电流与新的转矩电流进行PI调节，PI调节后与前馈补偿共同作用，形成励磁电压和转矩电压；
对所述励磁电压和所述转矩电压进行Park逆变换，并经过空间矢量脉宽调制算法作用于逆变器，形成用于控制所述永磁同步电机的三相电流，以对所述永磁同步电机进行闭环控制。
可选地，所述通过查表法获得第一励磁电流和第一转矩电流之前，包括：
接收整车控制器发送的扭矩和转速需求。
可选地，所述实时采集控制所述永磁同步电机的三相电流，包括：
通过电流传感器采集控制所述永磁同步电机的三相电流。
可选地，所述将比较后得到的新的励磁电流与新的转矩电流进行PI调节，PI调节后与前馈补偿共同作用，形成励磁电压和转矩电压，包括：
将所述新的励磁电流与所述新的转矩电流经过PI调节，得到调节励磁电压和调节转矩电压；
建立前馈补偿模型，根据所述前馈补偿模型中的电机模型以及预设设置的参数，得到前馈励磁电压和前馈转矩电压；
将所述调节励磁电压和所述前馈励磁电压求和，形成励磁电压，将所述调节转矩电压与所述前馈转矩电压求和，形成转矩电压。
可选地，永磁同步电机控制方法还包括：
通过位置及速度传感器采集所述永磁同步电机转子位置；其中，
所述Park变换和所述Park逆变换均调用所述永磁同步电机转子位置进行坐标变换计算。
在第二方面中，本申请实施例公开了一种永磁同步电机控制装置，包括：
电流采集单元，用于实时采集控制所述永磁同步电机的三相电流；
第一坐标变换单元，用于将所述三相电流依次进行Clark变换和Park变换，形成旋转坐标系下的第二励磁电流和第二转矩电流；
电压形成单元，用于通过查表法获得第一励磁电流和第一转矩电流，并将所述第二励磁电流与所述第一励磁电流进行比较，并将所述转矩电流与所述第一转矩电流进行比较，将比较后得到的新的励磁电流与新的转矩电流进行PI调节；以及在PI调节后，用于与前馈补偿共同作用，形成旋转坐标系下的励磁电压和转矩电压；
第二坐标变换单元，用于对所述励磁电压和所述转矩电压进行Park逆变换，输出静止坐标系下的两相电压；
空间矢量脉宽调制单元，用于接收所述静止坐标系下的两相电压，并对该两相电压进行空间矢量脉宽调制算法后作用于逆变器，以形成用于控制所述永磁同步电机的三相电流。
可选地，所述永磁同步电机控制装置，所述电压形成单元具体用于，将所述新的励磁电流与所述新的转矩电流经过PI调节，得到旋转坐标系下的调节励磁电压和调节转矩电压；建立前馈补偿模型，根据所述前馈补偿模型中的电机模型以及预设设置的参数，得到前馈励磁电压和前馈转矩电压；将所述调节励磁电压和所述前馈励磁电压求和，形成旋转坐标系下的励磁电压，将所述调节转矩电压与所述前馈转矩电压求和，形成旋转坐标系下的转矩电压。
可选地，所述永磁同步电机控制装置还包括位置及速度传感器，用于采集所述永磁同步电机转子位置，将所述永磁同步电机转子位置发送给所述第一坐标变换单元和所述第二坐标变换单元。
在第三方面中，本申请实施例公开了一种电机控制器，与整车控制器电连接，包括：
处理器，与所述存储器电连接；
所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序由所述处理器执行以实现如第一方面所述的方法。
在第四方面中，本申请实施例公开了一种智能汽车，包括：第三方面所述的电机控制器。
借由上述技术方案，本申请实施例提供的技术方案至少具有下列优点：
由于本申请实施的永磁同步电机控制方法在采集三相电流后，能够依通过Clark变换和Park变换形成输入到PI调节器的第二励磁电流和第二转矩电流，第二励磁电流、第二转矩电流、以及通过查表法获得的第一励磁电流和第一转矩电流经过PI调节后，与前馈补偿共同作用，形成励磁电压和转矩电压；对励磁电压和转矩电压进行Park逆变换，并经过空间矢量脉宽调制算法作用于逆变器，以对永磁同步电机进行闭环控制；本申请实施例给出了基于查表法、前馈法的永磁同步电机混合式弱磁控制策略，通过电流闭环控制，完成直流电逆变成交流电，驱动永磁同步电机，能够在有限的直流电压限制以及电压利用率设定之内，尽可能输出更大的转矩达到更高的转速，提高驱动电机动力性、经济性。
上述说明仅是本申请实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请实施例的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文可选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出可选实施方式的目的，而并不认为是对本申请实施例的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本申请实施例的永磁同步电机控制方法的流程图；
图2为本申请实施例的永磁同步电机控制系统原理图；
图3为两相旋转到静止坐标系及其磁动势空间矢量图；
图4为本申请实施例的永磁同步电机控制装置的结构示意图；
图5为本申请实施例的永磁同步电机控制装置的具体结构示意图。
附图标记介绍如下：
1-永磁同步电机控制装置；2-电流采集单元；3-永磁同步电机；4-第一坐标变换单元；5-电压形成单元；51-PI电流调节器；52-前馈补偿器；6-第二坐标变换单元；7-空间矢量脉宽调制单元；8-逆变器；9-电流输出模块；10-位置及速度传感器。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
在第一方面中，图1和图2分别示出了本申请实施例永磁同步电机控制方法及其流程图。如图1和图2所示，该方法包括：
S101：通过查表法获得第一励磁电流Id1和第一转矩电流Iq1，并实时采集控制永磁同步电机的三相电流，将三相电流依次进行Clark变换和Park变换，形成第二励磁电流Id2和第二转矩电流Iq2。
S102：将第二励磁电流Id2与第一励磁电流Id1进行比较，并将第二转矩电流Iq2与第一转矩电流Iq1进行比较，将比较后得到的新的励磁电流与新的转矩电流进行PI调节，PI调节后与前馈补偿共同作用，形成励磁电压Ud和转矩电压Uq。
在本申请实施例中，比较第二励磁电流Id2与第一励磁电流Id1所获得的比较值，即为第二励磁电流Id2与第一励磁电流Id1之间的差值；类似地，比较第二转矩电流Iq2与第一转矩电流Iq1所获得的比较值，即为第二转矩电流Iq2与第一转矩电流Iq1之间的差值。另外，第二励磁电流Id2与第一励磁电流Id1以及第二转矩电流Iq2与第一转矩电流Iq1在闭环控制下是一一对应的。
S103：对励磁电压Ud和转矩电压Uq进行Park逆变换，并经过空间矢量脉宽调制算法(Space Vector Pulse Width Modulation；SVPWM)作用于逆变器，形成用于控制永磁同步电机的三相电流，以对永磁同步电机进行闭环控制。
由于本申请实施的永磁同步电机控制方法在采集三相电流后，能够依通过Clark变换和Park变换形成输入到PI调节器的第二励磁电流和第二转矩电流，第二励磁电流、第二转矩电流、以及通过查表法获得的第一励磁电流和第一转矩电流经过PI调节后，与前馈补偿共同作用，形成励磁电压Ud和转矩电压Uq；对励磁电压Ud和转矩电压Uq进行Park逆变换，并经过空间矢量脉宽调制算法作用于逆变器，以对永磁同步电机进行闭环控制；本申请实施例给出了基于查表法、前馈法的永磁同步电机混合式弱磁控制策略，通过电流闭环控制，完成直流电逆变成交流电，驱动永磁同步电机，能够在有限的直流电压限制以及电压利用率设定之内，尽可能输出更大的转矩达到更高的转速，提高驱动电机动力性、经济性。
需要说明的是，Clark变换、Park变换和Park逆变换均为目前常用的坐标变化方式。具体地，以Park逆变换为例，如图3所示，根据变换前后总磁动势不变原理得到：
写成矩阵形式得：
根据式(1-3)得到两相旋转到两相静止坐标系的变换矩阵：
即由式(1-4)得到了两相静止到两相旋转坐标系的变换矩阵：
通过上述公式，能够对两相静止坐标系与两相旋转坐标系的电流或者电压进行Park逆转换。
另外，空间矢量脉宽调制算法(Space Vector Pulse Width Modulation；SVPWM)是近年发展的一种比较新颖的控制方法，是由三相功率逆变器的六个功率开关元件组成的特定开关模式产生的脉宽调制波，能够使输出电流波形尽可能接近于理想的正弦波形。SVPWM的主要思想是以三相对称正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准，以三相逆变器不同开关模式作适当的切换，从而形成PWM波，以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆。
可选地，继续参考图1和图2，通过查表法获得第一励磁电流Id1和第一转矩电流Iq1之前，包括：
接收整车控制器发送的扭矩T和转速n需求。
具体地，在本申请实施例中，整车控制器可以控制整车运行模式，包含转矩模式和转速模式。在电动汽车行驶过程中，驾驶员通过踩油门踏板和刹车踏板驾驶车辆，整车控制器识别油门开度和刹车开度后，根据不同油门开度和刹车开度，整车控制器进行扭矩T、转速n分析，向电机控制器发送扭矩T、转速n需求指令。电机控制器在接受到整车控制器发送的扭矩T、转速n需求时，通过查表法，读取通过电机标定更准确、反应电压的饱和程度的转矩-磁链表，转矩-磁链表包括的参数有：扭矩、转速、电流和电压，电机控制器通过台架数据标定，标定并输出第一励磁电流Id1和第一转矩电流Iq1。
目前查表法基本成熟，标定方法大体一致，故本申请实施例可以直接借用查表法进行标定，因电驱系统正常工作时电压范围较广(一般为210V-500V)，可根据具体需求，取多个不同电压等级进行标定，中间电压值进行线性查值。
可选地，实时采集控制永磁同步电机的三相电流，包括：
通过电流传感器采集控制永磁同步电机的三相电流，其中，三相电流包括a轴输出电流ia、b轴输出电流ib和C轴输出电流ic。三相电流ia、ib和ic为交流电流，三相的交流电流ia、ib和ic经过Clark变换后形成两相交流电流iα，iβ。
可选地，如图2所示，将比较后得到的新的励磁电流与新的转矩电流进行PI调节，PI调节后与前馈补偿共同作用，形成励磁电压Ud和转矩电压Uq，包括：
将新的励磁电流与新的转矩电流经过PI调节，得到调节励磁电压Ud1和调节转矩电压Uq1(图中未示出)，PI调节的具体调节方式与现有技术类似，这里不再赘述；
建立前馈补偿模型，根据前馈补偿模型中的电机模型以及预设设置的参数，得到前馈励磁电压Ud前馈和前馈转矩电压Uq前馈；
将调节励磁电压Ud1和前馈励磁电压Ud前馈求和，形成励磁电压Ud，将调节转矩电压Uq1与前馈转矩电压Uq前馈求和，形成转矩电压Uq。
具体而言，前馈补偿模型的公式为：
Ud前馈＝Rsid-ωLqiq (1-6)
Uq前馈＝Rsiq+ω(Ldid+ψm) (1-7)
其中，Rs为定子电阻，ω是转子电角速度，id是第一励磁电流，iq为第一转矩电流，Lq为定子绕组q轴电流，Ld为定子绕组d轴电流，ψm为磁链。
在本申请实施例中，前馈调节速度快，需要模型，但不需要检测输出量。反馈调节检测输出量并且和预想值进行对比，不需要系统模型，速度比前馈慢，但结果完完全全是预想值。故反馈调节和前馈补偿实现完美互补，确保励磁电压Ud和转矩电压Uq更加精准，进一步提升控制系统的性能。
可选地，永磁同步电机控制方法还包括：
通过位置及速度传感器采集永磁同步电机转子位置；其中，
Park变换和Park逆变换均调用永磁同步电机转子位置进行坐标变换计算。
下面详细介绍一下本申请实施例中永磁同步电机的控制方法。
首先，在汽车行驶过程中，驾驶员通过踩油门踏板和刹车踏板驾驶车辆，整车控制器识别油门开度和刹车开度后，根据不同油门开度和刹车开度，整车控制器进行扭矩T、转速n分析，向电机控制器发送扭矩T、转速n需求指令。
接着，如图2所示，电机控制器在接收到扭矩T、转速n需求指令后，通过查表法，读取通过电机标定更准确、反应电压的饱和程度的转矩-磁链表，电机控制器通过台架数据标定，标定并输出第一励磁电流Id1和第一转矩电流Iq1。
接着，如图2所示，通过电流传感器实时采集控制永磁同步电机(PMSM)的三相电流ia、ib和ic，之后通过Clark变换形成静止坐标系下的两相交流电流iα，iβ，之后再进行Park变换，Park变换时调用通过位置及速度传感器采集的永磁同步电机转子位置θ进行坐标变换计算，变化后形成旋转坐标系下的第二励磁电流Id2和第二转矩电流Iq2。
接着，如图2所示，将第二励磁电流Id2与第一励磁电流Id1进行比较，并将第二转矩电流Iq2与第一转矩电流Iq1进行比较，将比较后得到的新的励磁电流与新的转矩电流，将新的励磁电流与新的转矩电流经过PI调节，得到调节励磁电压Ud1和调节转矩电压Uq1(图中未示出)，并建立前馈补偿模型，根据前馈补偿模型中的电机模型以及预设设置的参数，得到前馈励磁电压Ud前馈和前馈转矩电压Uq前馈；将调节励磁电压Ud1和前馈励磁电压Ud前馈求和，形成励磁电压Ud，将调节转矩电压Uq1与前馈转矩电压Uq前馈求和，形成转矩电压Uq。
接着，如图2所示，对励磁电压Ud和转矩电压Uq进行Park逆变换，将旋转坐标系的励磁电压Ud和转矩电压Uq转变为静止坐标系下的两相电压Uα，Uβ，并经过SVPWM算法作用于逆变器，形成用于控制所述永磁同步电机的三相电流，以对永磁同步电机进行闭环控制。
基于同一发明构思，在第二方面中，图4示出了本申请实施例的永磁同步电机控制装置1，图5示出了本申请实施例的永磁同步电机控制装置的具体结构示意图。如图4和图5所示，永磁同步电机控制装置1包括：
电流采集单元2，用于实时采集控制永磁同步电机3的三相电流。
第一坐标变换单元4，用于将三相电流依次进行Clark变换和Park变换，形成旋转坐标系下的第二励磁电流Id1和第二转矩电流Iq2。
电压形成单元5，用于通过查表法获得第一励磁电流Id1和第一转矩电流Iq1，并将第二励磁电流Id2与第一励磁电流Id1进行比较，并将第二转矩电流Iq2与第一转矩电流Iq1进行比较，将比较后得到的新的励磁电流与新的转矩电流进行PI调节；以及在PI调节后，用于与前馈补偿共同作用，形成旋转坐标系下的励磁电压Ud和转矩电压Uq。其中，电压形成单元5包括：PI电流调节器51和前馈补偿器52。
第二坐标变换单元6，用于对励磁电压Ud和转矩电压Uq进行Park逆变换，输出静止坐标系下的两相电压Uα，Uβ。
空间矢量脉宽调制(SVPWM)单元7，用于接收静止坐标系下的两相电压Uα，Uβ，并对该两相电压Uα，Uβ进行空间矢量脉宽调制算法后作用于逆变器8，以形成用于控制永磁同步电机的三相电流。
由于本申请实施的永磁同步电机控制装置1在通过电流采集单元2采集三相电流后，能够通过第一坐标变换单元4、电压形成单元5和第二坐标变换单元6进行Clark变换、Park变换、PI调节、前馈补偿和Park逆变换，并经过空间矢量脉宽调制单元7作用于逆变器，以对永磁同步电机进行闭环控制，通过一种基于指令电流查表、前馈法的永磁同步电机混合式弱磁控制策略，能够在有限的直流电压限制以及电压利用率设定之内，尽可能输出更大的转矩达到更高的转速，提高驱动电机动力性、经济性。
可选地，电压形成单元5具体用于将新的励磁电流与新的转矩电流经过PI调节，得到旋转坐标系下的调节励磁电压和调节转矩电压。接着，建立前馈补偿模型，根据前馈补偿模型中的电机模型以及预设设置的参数，得到前馈励磁电压Ud前馈和前馈转矩电压Uq前馈。随后，将调节励磁电压和前馈励磁电压Ud前馈求和，形成旋转坐标系下的励磁电压Ud，将调节转矩电压与前馈转矩电压Uq前馈求和，形成旋转坐标系下的转矩电压Uq。
另外，如图5所示，永磁同步电机控制装置1还包括电流输出模块9，用于接收整车控制器发送的扭矩T、转速n需求，通过查表法得到第一励磁电流Id1和第一转矩电流Iq1，将第一励磁电流Id1和第一转矩电流Iq1输出给电压形成单元5。
在电动汽车行驶过程中，整车控制器采集驾驶员油门开度和刹车开度信号，根据不同油门开度和刹车开度，整车控制器输出扭矩T、转速n需求指令信息，从而指令扭矩或指令转速，电机控制器执行扭矩T、转速n指令，输出电机扭矩T和转速n，并经反馈值反馈给整车控制器。
可选地，永磁同步电机控制装置1还包括位置及速度传感器10，用于采集永磁同步电机转子位置θ，将永磁同步电机转子位置发送给第一坐标变换单元4和第二坐标变换单元6。通过位置及速度传感器10，可以精准采集电机转子位置θ，完成计算出电机转速，电机转速通过电机转子位置θ与时间t的比值进行计算。另外，Park变换及Park逆变换调用该电机转子位置θ进行坐标变换计算。
基于同一发明构思，在第三方面中，本申请实施例公开了一种电机控制器，与整车控制器电连接，电机控制器包括处理器，与存储器电连接；存储器存储有计算机程序，计算机程序由处理器执行以实现如第一方面的方法。由于第三方面的电机控制器包括了第一方面的永磁同步电机控制方法，使得电机控制器具有与永磁同步电机控制方法相同的有益技术效果。因此，在此不再重复赘述第三方面的电机控制器的有益效果。
基于同一发明构思，在第四方面中，本申请实施例公开了一种智能汽车，包括：第三方面的电机控制器。由于第四方面的智能汽车包括了第三方面的电机控制器，使得智能汽车具有与电机控制器相同的有益技术效果。因此，在此不再重复赘述第四方面的智能汽车的有益效果。
应用本申请实施例所获得的有益效果包括：
由于本申请实施的永磁同步电机控制方法在采集三相电流后，能够依通过Clark变换和Park变换形成输入到PI调节器的第二励磁电流和第二转矩电流，第二励磁电流、第二转矩电流、以及通过查表法获得的第一励磁电流和第一转矩电流经过PI调节后，与前馈补偿共同作用，形成励磁电压Ud和转矩电压Uq；对励磁电压Ud和转矩电压Uq进行Park逆变换，并经过空间矢量脉宽调制算法作用于逆变器，以对永磁同步电机进行闭环控制；本申请实施例给出了基于查表法、前馈法的永磁同步电机混合式弱磁控制策略，通过电流闭环控制，完成直流电逆变成交流电，驱动永磁同步电机，能够在有限的直流电压限制以及电压利用率设定之内，尽可能输出更大的转矩达到更高的转速，提高驱动电机动力性、经济性。
本技术领域技术人员可以理解，本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种永磁同步电机控制方法，其特征在于，包括：
通过查表法获得第一励磁电流和第一转矩电流，并实时采集控制所述永磁同步电机的三相电流，将所述三相电流依次进行Clark变换和Park变换，形成第二励磁电流和第二转矩电流；
将所述第二励磁电流与所述第一励磁电流进行比较，并将所述第二转矩电流与所述第一转矩电流进行比较，将比较后得到的新的励磁电流与新的转矩电流进行PI调节，PI调节后与前馈补偿共同作用，形成励磁电压和转矩电压；
对所述励磁电压和所述转矩电压进行Park逆变换，并经过空间矢量脉宽调制算法作用于逆变器，形成用于控制所述永磁同步电机的三相电流，以对所述永磁同步电机进行闭环控制。
2.如权利要求1所述的永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述通过查表法获得第一励磁电流和第一转矩电流之前，包括：
接收整车控制器发送的扭矩和转速需求。
3.如权利要求1所述的永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述实时采集控制所述永磁同步电机的三相电流，包括：
通过电流传感器采集控制所述永磁同步电机的三相电流。
4.如权利要求1所述的永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述将比较后得到的新的励磁电流与新的转矩电流进行PI调节，PI调节后与前馈补偿共同作用，形成励磁电压和转矩电压，包括：
将所述新的励磁电流与所述新的转矩电流经过PI调节，得到调节励磁电压和调节转矩电压；
建立前馈补偿模型，根据所述前馈补偿模型中的电机模型以及预设设置的参数，得到前馈励磁电压和前馈转矩电压；
将所述调节励磁电压和所述前馈励磁电压求和，形成励磁电压，将所述调节转矩电压与所述前馈转矩电压求和，形成转矩电压。
5.如权利要求1所述的永磁同步电机控制方法，其特征在于，还包括：
通过位置及速度传感器采集所述永磁同步电机转子位置；其中，
所述Park变换和所述Park逆变换均调用所述永磁同步电机转子位置进行坐标变换计算。
6.一种永磁同步电机控制装置，其特征在于，包括：
电流采集单元，用于实时采集控制所述永磁同步电机的三相电流；
第一坐标变换单元，用于将所述三相电流依次进行Clark变换和Park变换，形成旋转坐标系下的第二励磁电流和第二转矩电流；
电压形成单元，用于通过查表法获得第一励磁电流和第一转矩电流，并将所述第二励磁电流与所述第一励磁电流进行比较，并将所述第二转矩电流与所述第一转矩电流进行比较，将比较后得到的新的励磁电流与新的转矩电流进行PI调节；以及在PI调节后，用于与前馈补偿共同作用，形成旋转坐标系下的励磁电压和转矩电压；
第二坐标变换单元，用于对所述励磁电压和所述转矩电压进行Park逆变换，输出静止坐标系下的两相电压；
空间矢量脉宽调制单元，用于接收所述静止坐标系下的两相电压，并对该两相电压进行空间矢量脉宽调制算法后作用于逆变器，以形成用于控制所述永磁同步电机的三相电流。
7.如权利要求6所述的永磁同步电机控制装置，其特征在于，所述电压形成单元具体用于，将所述新的励磁电流与所述新的转矩电流经过PI调节，得到旋转坐标系下的调节励磁电压和调节转矩电压；建立前馈补偿模型，根据所述前馈补偿模型中的电机模型以及预设设置的参数，得到前馈励磁电压和前馈转矩电压；将所述调节励磁电压和所述前馈励磁电压求和，形成旋转坐标系下的励磁电压，将所述调节转矩电压与所述前馈转矩电压求和，形成旋转坐标系下的转矩电压。
8.如权利要求6所述的永磁同步电机控制装置，其特征在于，还包括位置及速度传感器，用于采集所述永磁同步电机转子位置，将所述永磁同步电机转子位置发送给所述第一坐标变换单元和所述第二坐标变换单元。
9.一种电机控制器，与整车控制器电连接，其特征在于，包括：
存储器；
处理器，与所述存储器电连接；
所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序由所述处理器执行以实现如权利要求1-5中任一项所述的方法。
10.一种智能汽车，其特征在于，包括：如权利要求9所述的电机控制器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010686801.3A CN113949321A (zh) | 2020-07-16 | 2020-07-16 | 永磁同步电机控制方法及装置、电机控制器和智能汽车 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010686801.3A CN113949321A (zh) | 2020-07-16 | 2020-07-16 | 永磁同步电机控制方法及装置、电机控制器和智能汽车 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113949321A true CN113949321A (zh) | 2022-01-18 |
Family
ID=79326843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010686801.3A Pending CN113949321A (zh) | 2020-07-16 | 2020-07-16 | 永磁同步电机控制方法及装置、电机控制器和智能汽车 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113949321A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116111903A (zh) * | 2023-02-24 | 2023-05-12 | 江苏开璇智能科技有限公司 | 表贴式永磁同步电机电流环快速响应控制方法 |
-
2020
- 2020-07-16 CN CN202010686801.3A patent/CN113949321A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Legal Events
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