[发明专利]基于PID自学习时滞补偿器的电流谐波补偿方法

说明书

本发明公开了一种基于PID自学习时滞补偿器的电流谐波补偿方法，其特征是，首先，通过注入谐波电流，产生与定位力矩幅值相等、大小相反的转矩分量实现对定位力矩引起的转矩波动的补偿；然后通过PID自学习时滞补偿器以使得谐波电流产生的力矩分量与定位力矩无时滞误差；最后，利用自学习链预测时滞的积累误差，提出时滞误差预测自补偿控制器。本发明所达到的有益效果：抑制由于电机定位力矩引起的转矩波动，补偿器解决了定位力所带来的转矩波动，有效地降低电动汽车驱动电机的速度脉动，从而抑制了振动、噪声等现象；能够使得谐波电流产生的转矩分量与定位力矩无时滞误差，达到改善系统响应输出特性的目的。

技术领域

本发明涉及一种用于电动汽车驱动系统的电流谐波补偿技术，具体涉及一种基于PID自学习时滞补偿器的电流谐波补偿方法。

背景技术

电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好，其发展是石油危机及人们对环境要求的必然产物。与内燃机汽车相比，电动汽车是以车载电源为动力，用电动机驱动车轮行驶，且满足道路安全法规对汽车的各项要求的车辆。制约电动汽车行业发展的关键问题是一次充电续驶里程和价格。目前在车载蓄电池技术未能突破的条件下，电动汽车的电驱动系统的性能便成为解决这一关键问题的重要因素。这就要求电动汽车电驱动系统应具有尽可能高的可靠性及在整个电动汽车驱动范围内具有尽可能高的效率。

初级永磁型磁通切换(FSPM)电机具有永磁电机的高功率密度和感应电机定子结构简单的双重优点,且定子仅由导磁铁心组成，因此在电动车领域中使用，具有一定的优势，但该类电机的定位力矩、参数扰动、以及摩擦力等非线性因素造成的转矩波动直接反映到电机转子及控制器上，引起电动汽车运行过程中的振动噪声，从而造成机械损伤。其中电机的定位力矩是由于永磁磁场的存在，转子和定子的双凸极结构相互作用引起，虽然永磁型磁通切换电机具有初级永磁结构带来的性能优势，但该类电机双凸极的结构本质造成定位力矩较高的缺点。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于PID自学习时滞补偿器的电流谐波补偿方法，将PID自学习时滞补偿器、电流谐波抑制算法、以及矢量控制结合在一起，克服电动汽车驱动控制系统中出现的因电机定位力矩、摩擦力及参数变化等不确定性因素引起的转矩波动，从而造成系统不稳定、控制精度差和动态响应能力低等问题

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种基于PID自学习时滞补偿器的电流谐波补偿方法，其特征是，包括如下步骤：

1)控制d轴电流i_d＝0，将外环作为速度环，内环作为电流环，控制q轴电流i_q实现对电流转矩的线性化控制，同时得到补偿电流i_qc；

2)在电路中加入PID自学习时滞补偿器，其中，γ(t)为输入信号，为系统输出，d(t)为时滞误差输入，L为t域到s域的拉普拉斯变换，G(s)为控制对象，分别对应表示时滞补偿器前馈的比例系数、积分系数、微分系数，分别表示反馈时滞补偿器的比例系数、积分系数、微分系数；分别为系统输出的比例系数分量、积分系数分量、微分系数分量，L表示时变电感，R表示时变电阻；

所述时滞补偿器的输出信号分解为

3)建立数据关系：采用状态方程求解法进行求解；

4)为使接近于表示实际输出，表示理想输出，定义函数确定使得ε(t)的取值最小，即可确定能够在[0T]，[0T]表示这个周期，依据经验值选择，完成动态过程，实现对定位力矩的时滞补偿；

5)利用自学习链预测时滞的积累误差，提出时滞误差预测自补偿控制器，建立目标函数对状态反馈系数进行追踪，并通过自学习链预测后将原预测时滞误差d_i自学习为M_di。