[发明专利]一种电动汽车永磁同步电机自抗扰控制方法

说明书

一种电动汽车永磁同步驱动电机自抗扰控制方法，采用转速环、电流环双闭环控制，其中，所述的电机电流环控制策略采用传统PI控制策略，转速环采用自抗扰控制（ADRC）策略，以达到改善永磁同步电机控制性能的目的，为了改善传统ADRC控制策略中的非线性函数是分段函数且分段点处不连续导致控制信号产生抖振、控制性能差的问题，将连续函数、二次连续多项式与非线性函数结合，设计了一种新型的连续光滑的非线性函数L fal（·）用于ADRC控制器，改进后的控制方法有效地提高了系统的响应速度和精确度，降低了系统的不稳定性能，对不确定扰动具有较强的鲁棒性,大大改善了调速系统的性能，使电机具有更好的动、静态性能。

技术领域

本发明涉及电机控制策略，尤其涉及永磁同步电机控制策略。

背景技术

专利号：CN201620692008.3，实用新型名称：“基于改进ADRC自抗扰算法的永磁直线电机控制系统”的专利，公开了一种基于改进ADRC自抗扰算法的永磁直线电机控制系统。该控制系统采用双闭环控制，即外环速度控制和内环电流控制。该系统包括ADRC速度控制器、d轴ADRC电流控制器、q轴ADRC电流控制、PWM生成模块、驱动器模块、永磁同步直线电机、编码信号、解编码电路、DSP硬件模块QEP、电压传感器、信号调理电路和DSP硬件模块ADC。本实用新型在调速控制和抗参数摄动方面效果明显，能实现快速无超调调速控制，控制算法不依赖电机参数，输出净控制量曲线光滑，避免颤抖，简化了参数的调节，利用ESO1状态观测器跟踪系统总干扰值达到精确补偿，对电流突然的干扰能够做出迅速的响应，保证电流渐进的稳定。

专利号：CN201610518437.3，发明名称：“基于改进ADRC控制算法的永磁同步直线电机控制方法”的专利，公开了一种基于改进ADRC控制算法的永磁同步直线电机控制方法。速度控制器输出信号输入TD1跟踪微分器，含噪反馈信号作为带有微分预补偿因子的TD2跟踪微分器的输入，TD1与TD2两输出相减的误差e为PD模块的输入，ESO1状态观测器跟踪系统总干扰值z为缩小系数1/b的输入，PD模块的输出与缩小系数1/b的输出相减得到净控制量输出u1为放大系数b的输入，其输出和TD2输出控制量为ESO1状态观测器的输入。本发明能实现快速无超调调速控制，算法不依赖电机参数，输出净控制量曲线光滑，避免颤抖，简化了参数的调节，利用ESO1估计总干扰值达到精确补偿，对电流突然的干扰能够做出迅速的响应，保证电流渐进的稳定。

专利号：CN201910021872.9，发明名称：“基于改进型自抗扰技术的井下局部通风机风速调节方法”的专利，公开了一种基于改进型自抗扰技术的井下局部通风机风速调节方法，包括局部通风机和改进型自抗扰控制器ADRC，所述局部通风机包括变频器、异步电机和风速转换模块，所述改进型自抗扰控制器包括跟踪微分器、扩张状态观测器、非线性状态误差反馈控制器，对控制器控制策略中的非线性函数做改进，其技术效果为：改进后的控制器在原点附近平滑性更好，运用到井下局部通风机风速控制系统中，改进控制器有效抑制系统震荡，控制信号波动明显减小，减轻了对变频器和异步电机的冲击，观察系统输出，自抗扰控制方法的控制效果明显好于PID控制，与传统ADRC控制方法相比，改进型自抗扰控制既实现了风速的快速调节，又解决了震荡信号可能引起的冲击损坏。

随着众多高新技术产业的发展，永磁同步电机因其具有功率密度高、效率高、调速范围大、体积小重量轻等特点被广泛应用于工业领域，尤其随着汽车电动化时代的到来，永磁同步电机越来越多的被用于电动汽车驱动电机，为了进一步提高电动汽车驱动电机控制性能，其中，自抗扰控制策略(ADRC)因其采用“观测+补偿”的方式对被控量的非线性和不确定性展开控制，被逐步应用于永磁同步电机控制，现已公布的技术中，或是针对ADRC控算法进行改进，或是针对非线性函数进行了改进，本发明针对自抗扰控制策略中传统非线性函数存在的不连续、不光滑问题进行了改进，提出了新型的非线性函数用于自抗扰控制器，以达到缩短系统收敛时间，同时抑制高频振动提升鲁棒性的目的。

发明内容