[发明专利]一种电动汽车EPS用交流永磁电机能量优化控制系统

说明书

本发明公开电动汽车操纵及电力传动控制设备领域中的一种电动汽车EPS用交流永磁电机能量优化控制系统，其由能量优化控制器和转矩检测模块组成，能量优化控制器由寻优控制器、优化控制器、鲁棒控制器、能耗控制器和转矩PI模块组成，寻优控制器、优化控制器、鲁棒控制器相并联后连接于EPS电机系统的输入端，寻优控制器由约束模块、KNN算法权值模块和积分型PI控制模块组成，优化控制器能使电机转速和电流在有限时间内达到参考值，实现快速的瞬态响应，寻优控制器实现参数的最优化，使抗扰动性能进一步增强，保证了控制精度，能量优化控制器能在给定逆变限幅的情况下，以最小的功耗实现精确的转矩跟踪。

技术领域

本发明属于电动汽车操纵及电力传动控制设备技术领域，特别是用于电动汽车的电动助力转向(Electric Power Steering，简称EPS)用的交流永磁电机控制系统。

背景技术

汽车的普及带来了严峻的能源和环境问题，节能和环保成为汽车技术发展的主题之一。在这样的情况下，电动汽车应运而生，其能实现零排放，降低了温室气体的排放，运行平稳噪声小。电动汽车的输出功率不如燃油汽车，相比机械液压助力转向，电动助力转向(EPS)轻巧灵活，减少整车质量，有效衰减路面带来的震动，改善了转向性能，提高了操纵稳定性，适合用于电动汽车。

EPS系统的动力源是靠助力电机来提供的，在很大程度上，系统的性能受助力电机的影响很大。现在绝大多数电机采用直流电机，具有良好的启动和调速性能，调速范围广，但是电刷和换向器的滑动接触造成了机械磨损和火花，形成一个无线电干扰源，使直流电机故障多、可靠性低、限制了向高速度，大容量方向发展。交流永磁电机在各种控制算法如矢量控制、直接转矩控制、模型预测控制的控制下，性能不断提高，而且具有体积小、效率高、功率因素高等诸多优点，逐步发展成取代EPS系统直流电机的新型转向电机。

EPS系统电机需要精确的位置信号，快速准确的力矩响应，故当前工业上所用的常规控制系统无法满足电动助力转向系统的时变参数、负载突变以及各种不确定因素所引起的干扰。例如中国专利申请号为201610553933.2、名称是“智能汽车EPS用交流电机抗干扰智能控制器的构造方法”中构造控制器，只涉及了控制器抗干扰性能的优化控制，但无法实现能量优化，节约能源。

发明内容

本发明的目的是对电动汽车EPS用交流永磁电机控制技术的优化，提供了一种既能有效改进转向电机各项性能指标又能减少助力转向能耗的电动汽车EPS用交流永磁电机能量优化控制系统，能够有效解决电动汽车EPS用电机驱动系统传统控制效果不良的表现，同时又要使电动汽车EPS用电机驱动系统各项控制性能指标在最佳范围之内，实现更快的动态响应速度、更高的稳态追踪精度。