[发明专利]永磁直流电机的电流调节器

说明书

本文描述了用于控制永磁直流(PMDC)电机的马达控制系统的技术方案。示例性马达控制系统包括一个或多个传感器，用于测量PMDC电机的输出电流。马达控制系统还包括电流调节器，电流调节器产生对应于输入电流命令的电压命令，用于使用PMDC电机产生一定量的转矩。电流调节器包括电流命令补偿器，其基于由电流调节器接收的输入电流命令产生第一电压命令。电流调节器还包括反馈补偿器，其基于由一个或多个传感器测量的输出电流产生第二电压命令。电流调节器还包括加法器，其被配置为通过将第一电压命令和第二电压命令相加来产生电压命令。

技术领域

本申请一般性地涉及用于永磁直流(PMDC)电机的电流调节器的操作的改进，特别是用于改进使用PMDC马达驱动器(例如电动转向(EPS)系统)的系统的系统动态响应的调整。

背景技术

PMDC电机广泛用于EPS系统中。采用这种电机的电驱动系统需要较少的传感器和相对低成本的电子电路，并且仍然能够在整个操作空间内提供良好的性能。

PMDC电机的转矩控制通常通过利用电流测量的电流调节间接执行。而稳态电流跟踪通常可以通过使用作用于电流误差的比例积分(PI)控制器来实现，电流控制系统的动态性能不令人满意。

发明内容

根据一个或多个实施例，示例性马达控制系统包括用于测量PMDC电机的输出电流的一个或多个传感器。马达控制系统还包括电流调节器，其产生对应于输入电流命令的电压命令，用于使用PMDC电机产生转矩量。电流调节器包括电流命令补偿器，其基于由电流调节器接收的输入电流命令产生第一电压命令。电流调节器还包括反馈补偿器，其基于由一个或多个传感器测量的输出电流产生第二电压命令。电流调节器还包括加法器，其被配置为通过将第一电压命令和第二电压命令相加来产生电压命令。

根据一个或多个实施例，用于控制永磁直流(PMDC)电机的操作的方法包括：使用一个或多个传感器测量PMDC电机的输出电流。该方法还包括由电流调节器响应于接收输入电流命令产生电压命令，以及将电压命令施加到PMDC电机以产生对应于输入电流命令的转矩量。产生电压命令包括由电流命令补偿器基于由电流调节器接收的输入电流命令产生第一电压命令。产生电压命令还包括由反馈补偿器基于由一个或多个传感器测量的输出电流产生第二电压命令。产生电压命令还包括由加法器通过将第一电压命令和第二电压命令相加产生电压命令。

在一个或多个实施例中，一种转向系统包括：永磁直流(PMDC)马达，以及用于测量PMDC马达的输出电流的一个或多个传感器。转向系统还包括产生电压命令的马达控制系统，电压命令施加到PMDC马达以产生转矩量。马达控制系统包括电流调节器，其接收输入电流命令，电压命令与输入电流命令对应。马达控制系统包括电流命令补偿器，其基于输入电流命令产生第一电压命令。马达控制系统还包括反馈补偿器，其基于由一个或多个传感器测量的输出电流产生第二电压命令。马达控制系统还包括通过将第一电压命令和第二电压命令相加来产生电压命令的加法器。

通过以下结合附图的描述，这些和其他优点和特征将变得清楚。

附图说明

在说明书结尾处的权利要求中特别指出并清楚地要求保护本发明的主题。根据以下结合附图的详细描述，本公开的上述和其他特征、优点将变得清楚，其中：

图1是根据一个或多个实施例的电动转向系统的示例性实施例；

图2描绘了根据一个或多个实施例的执行PMDC电机的转矩(和电流)控制的马达控制系统的架构的框图；

图3描绘了根据一个或多个实施例的提供两自由度(2DOF)反馈电流控制的马达控制系统的架构的框图；

图4描绘了根据一个或多个实施例的由上述等式表示的PMDC电机的被控对象模型的框图；

图5描绘了根据一个或多个实施例的功率转换器的操作模型；