[发明专利]基于滑模变结构模型算法大功率电动汽车控制器工作方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及电动汽车控制器领域，特别涉及基于滑模变结构模型算法大功率电动汽车控制器工作方法。

  

背景技术

矢量控制系统的运行工况是不断变化的, 永磁同步电动机又是一个多变量、非线性、强耦合的控制对象, 这种基于经典控制理论的控制器, 在参数匹配良好的情况下可获得较好的性能, 但系统参数一旦发生变化, 或者负载转矩出现扰动, 将导致控制性能下降。而且，由于系统极点不能任意配置, 动态响应和抗扰能力不能得到很好的兼顾。

针对单一矢量控制存在的的缺陷，可采用滑模变结构的控制方法，滑模变结构控制的基本思想是通过对切换函数及其符号进行判别，通过不断的切换控制量来改变系统结构，使状态变量运动到事先设计好的空间切换面上，由于该控制方法对系统参数及扰动的变化反应迟钝，因此具有很强的鲁棒性，非常适合非线性系统，采用滑模变结构控制系统如果进入滑模状态后，系统参数扰动与外部干扰对系统无作用，系统的稳定性与动态品质仅取决于滑模面及其滑模面的参数，因此滑动模态是可以设计的，且与系统的参数变化及外部扰动无关，因此具有鲁棒性强、可靠性高的优点。

 

发明内容                        

针对以上问题，本发明将滑模变结构的控制方法与矢量控制的控制方法结合改变原矢量控制中的滞环控制，因为滞环控制本身就是一种有差的控制，不可避免的会产生较大的转矩脉动，而使用滑模变结构的控制算法来设计控制器，即以给定转速与实际转速误差以及矢量变换来设计滑模变结构控制的滑模面，从而减少磁链和转矩脉动，从而使得电动汽车控制器在动、静态性能上都有明显提高，为达此目的，本发明提供基于滑模变结构模型算法大功率电动汽车控制器工作方法，包括如下步骤：

1）根据母线电压和逆变器开关方式，求得三相相电流i_a、i_b、i_c；

2）所求得三相相电流i_a、i_b、i_c经两相-三相变换装置变换后得到两相静止坐标系下电流                                               、；

3）所求得两相静止坐标系下电流、经旋转变换装置变换后得到和；

4）电动机经光码盘和速度计算装置得到电动机转子角速度ω；

5）滑模控制器将所得电动机转子角速度ω、给定角速度ω*、和转化为和，所求得和经旋转变换装置变换后得到和，所求得和经两相-三相变换装置变换后得到三相界面差S_A、S_B和S_C；

和经旋转变换装置变换后得到和，具体运输如下:

                    （1），

之后运算过程中假设，则静止两相坐标系下永磁同步电动机的数学模型可以重写如下：

           (2)，

定义式中为两坐标系间的空间位置角即d 轴与α轴间夹角；

将反电势方程记为：

                                  (3)，

将式(2)带入式(1)，从而式(1)可以简化为：

                       (4)，

用状态方程表示上式可得：

                    (5)，

之后定义切换函数为：

，

式中                                                 (6)，

定义静止坐标系下定子磁链状态方程为：

                                        (7)，

定义矩阵方程为：

                                                       (8)，

式中F,D—系数矩阵、U—控制律矩阵，其中：

                          (9)，

                       (10)，

式中控制律为：

                           (11)，

式中、、、为正常数；