[发明专利]一种基于转矩估算的电机转矩闭环控制方法

说明书

本发明涉及一种基于转矩估算的电机转矩闭环控制方法，包括：将电机转矩分为电磁转矩和磁阻转矩两个部分进行数表存放；以常温t₀的电磁转矩建立数表，对于非常温t₁时磁链的变化带来的转矩变化，建立补偿关系；在转矩开环控制的基础上增加转矩控制外环，转矩控制外环通过估算的转矩误差进行滑模滤波计算，对转矩指令进行补偿，实现转矩闭环控制。本发明将电机转矩分为两部分进行数表存放，并考虑了电磁转矩部分的温度补偿，提高了电磁转矩估算精度；在传统开环控制基础上增加转矩控制外环，对转矩指令进行补偿，实现转矩闭环控制；补偿环采用滑模控制器，进行输出滤波，既可以保证响应速度又能减小系统增加反馈环之后带来的稳态误差。

技术领域

本发明涉及转矩估算技术领域，具体涉及一种基于转矩估算的电机转矩闭环控制方法。

背景技术

永磁同步电机电驱动系统作为新能源车的主流方案，广泛应用于纯电动，混动等车型。由于使用转矩传感器成本很高，且电流和转矩具有较直接的函数关系，往往通过对电流进行标定，通过电流闭环控制，以特定的电流代表特定的转矩以实现转矩开环控制。但应用于新能源汽车复杂的使用环境，随着环境温度，电机工作温度等的变化，或当电流控制稳定性降低，电流控制出现静差时，开环标定的电流更多的只能反映转矩变化的趋势。

现有技术中，有将电机PARK变换之后的Id、Iq整理成二维数表，在行驶过程中不断进行查表做转矩估算。该转矩估算不具有温度适应性，只能补偿电流控制稳态误差引起的转矩误差。

此外，还有添加母线电流传感器，测量母线电压和母线电流，测量出直流母线功率，然后分析各工况下电机损耗和控制器损耗，通过母线功率减去热功率来对电机有功功率进行估算，最后通过估算出的电机有功功率和电机转速来计算出电机转矩。这种方式的缺点在于，需要增加额外的元器件，有后期固定成本，热功率损耗和控制器IGBT模块频率，电机谐波量，电机运行工况多变量相关，标定难度和准确度较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种基于转矩估算的电机转矩闭环控制方法，通过一定算法对电机转矩进行估算，计算出较为准确的电机当前转矩，对转矩进行闭环控制，对电驱动系统在电机控制过程中由于电机温度，稳态误差进行补偿。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种基于转矩估算的电机转矩闭环控制方法，包括以下步骤：

步骤S1、将电机转矩分为电磁转矩和磁阻转矩两个部分进行数表存放(i_d，i_q，t_ii)，i_q表示q轴电流，i_d表示d轴电流，表示电磁转矩，t_ii表示磁阻转矩；

步骤S2、电磁转矩温度补偿：以常温t₀的电磁转矩建立数表，对于非常温t₁时磁链的变化带来的转矩变化，建立补偿关系；

步骤S3、电机转矩闭环控制：在转矩开环控制的基础上增加转矩控制外环，转矩控制外环通过估算的转矩误差进行滑模滤波计算，对转矩指令进行补偿，实现转矩闭环控制。

上述方案中，步骤S1中：

t_ii＝p(L_d-L_q)i_di_q (2)

式中，p为电机极对数，为永磁体磁链，L_d为d轴的电感，L_q为q轴的电感；t_e表示电机转矩，为电磁转矩和磁阻转矩之和。

上述方案中，步骤S2中，建立补偿关系如下：