CN106953555A - 永磁同步电机驱动的电动场地车控制方法 - Google Patents

永磁同步电机驱动的电动场地车控制方法 Download PDF

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CN106953555A CN201710267398.9A CN201710267398A CN106953555A CN 106953555 A CN106953555 A CN 106953555A CN 201710267398 A CN201710267398 A CN 201710267398A CN 106953555 A CN106953555 A CN 106953555A
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吴志恒
王冒雷
康燕琴
杨刺丽
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Air China Electric Vehicle (zhengzhou) Co Ltd
Zhengzhou Aircraft Equipment Co Ltd
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Air China Electric Vehicle (zhengzhou) Co Ltd
Zhengzhou Aircraft Equipment Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/06—Arrangements for speed regulation of a single motor wherein the motor speed is measured and compared with a given physical value so as to adjust the motor speed
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/04—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation specially adapted for very low speeds

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  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

本发明公开了一种永磁同步电机驱动的电动场地车控制方法，一、电机控制器启动，永磁同步电机上电，主控处理器初始化，进入AD采样中断；二、主控处理器获取传感器采集到的永磁同步电机转子位置、转速信息；三、主控处理器对传感器采集到的转速与油门踏板的输入参考转速进行比较计算，得到速度偏差及偏差率；四、速度分段式PID控制单元根据速度偏差及偏差率选择相应的控制参数，得到需要调节的参考电流值；五、电流PID调节器对采集到的电流值与参考电流值进行比较计算，再经SVPWM算法调节电机转速。本发明优点为以分段PID控制方法与常规PID控制器相结合，既避免了智能控制方法的复杂冗余计算，同时又克服了常规PID控制器控制参数不可调的缺点。

Description

永磁同步电机驱动的电动场地车控制方法
技术领域
本发明涉及电动场地车控制方法，尤其是涉及永磁同步电机驱动的电动场地车控制方法。
背景技术
场地车广泛用于设备搬运、货物调配等转运场地。以纯电动驱动替代柴油或汽油发动机作为场地车的驱动装置具有显著优点，即可以保护环境，又可以缓解能源短缺和调整能源结构，保障能源安全。场地车采用电动汽车驱动电机控制方式，即以油门踏板控制电流的方式来实现控制场地车的行走速度与出力大小，但是，电动汽车驱动电机控制方式多采用转矩控制模式，而场地车作为一种特殊车辆，其行走与工作是两个分开的过程，需要在停止行走的时候驱动电机具有一定的转速，以保证场地车能够完成托举作业，因此场地车在停止行走的时候需要有一定的怠速，但目前的以转矩控制模式来控制电机很难实现这一功能。
发明内容
本发明目的在于提供一种永磁同步电机驱动的电动场地车控制方法。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
本发明所述永磁同步电机驱动的电动场地车控制方法，包括下述步骤：
第一步、电机控制器启动，所述永磁同步电机上电，主控处理器初始化，进入AD采样中断；
第二步、所述主控处理器获取传感器采集到的所述永磁同步电机转子位置、转速信息；
第三步、所述主控处理器对所述传感器采集到的所述永磁同步电机的转速与油门踏板的输入参考转速进行比较计算，得到速度偏差及偏差率；
第四步、速度分段式PID控制单元根据所述速度偏差及偏差率选择相应的控制参数并进行计算，得到需要调节的参考电流值；
第五步、电流PID调节器对采集到的电流值与所述参考电流值进行比较计算，再经SVPWM算法调节电机转速。
所述速度分段PID控制单元由电子分段开关和多个速度环PID控制器构成，所述电子分段开关的控制信号输入端与所述主控处理器的转速控制信号输出端连接，电子分段开关的控制信号输出端根据所述速度偏差及偏差率，选择与不同的PID控制参数的所述速度环PID控制器的控制信号输入端连接。
本发明优点体现为：
1、以分段PID控制方法与常规PID控制器相结合，既避免了智能控制方法的复杂冗余计算，同时又克服了常规PID控制器控制参数不可调的缺点。
2、分段式PID控制方法在具体编程实现中较智能控制算法更简单，不需要建立复杂的数据库，只需要根据具体要求建立参数数组即可。
3、满足了电动场地车所要求的永磁同步电机启动后平稳到达怠速的速度值，保证了整车运行过程的稳定性。
附图说明
图1是本发明所述的速度分段式PID控制原理框图。
图2是本发明永磁同步电机的电流转速双闭环控制***框图。
图3是本发明速度调节AD中断服务程序流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
如图1-3所示，本发明所述永磁同步电机驱动的电动场地车控制方法，包括下述步骤：
第一步、电机控制器启动，所述永磁同步电机上电，主控处理器初始化，进入AD采样中断；
第二步、所述主控处理器获取传感器采集到的所述永磁同步电机转子位置、转速信息；
第三步、所述主控处理器对所述传感器采集到的所述永磁同步电机的转速与油门踏板的输入参考转速进行比较计算，得到速度偏差及偏差率；
第四步、速度分段式PID控制单元根据所述速度偏差及偏差率选择相应的控制参数并进行计算，得到需要调节的参考电流值；
第五步、电流PID调节器对采集到的电流值与所述参考电流值进行比较计算，再经SVPWM算法调节电机转速。
所述速度分段PID控制单元由电子分段开关和多个速度环PID控制器构成，所述电子分段开关的控制信号输入端与所述主控处理器的转速控制信号输出端连接，电子分段开关的控制信号输出端根据所述速度偏差及偏差率，选择与不同的PID控制参数的所述速度环PID控制器的控制信号输入端连接。
本发明工作原理简述如下：
本发明采取分段式PID控制方法，即在不同的阶段中，采用不同的控制参数。同时利用主控处理器对多传感器信号的高速处理性能，对采集得到的速度值和电流数据与预设参考值进行比较分析，得出需要给定的电流值，并采用高频脉宽调制技术调节电机中绕组电流，达到实现对永磁同步电机速度的调节。
主控处理器将给定转速信号nqref，与检测的转速信号n求差，根据偏差值，选择不同的PID控制参数的速度环PID控制器，通过计算限幅得到输出交轴电流分量，作为d 轴电流PID 调节器的给定信号iqref ；同时，经过坐标变换，定子反馈电流Iabc 变换成直轴电流id、交轴电流 iq ；给定交轴电流iqref与变换后的交轴电流iq 求差，经过电流PID 调节器后输出交轴参考电压uqref。然后，控制直轴给定电流idref =0,与变换得到的直轴电流id求差，再经电流PID调节器调节后输出直轴参考电压udref ；将直轴参考电压u dref 、交轴参考电压uqref 经过2r/2s 变换，得到α、β轴电压。最后，通过SVPWM 模块输出六路PWM 波控制信号，驱动逆变器工作，输出可变的幅值和频率到永磁同步电机定子三相绕组。

Claims (2)

1.一种永磁同步电机驱动的电动场地车控制方法，其特征在于：包括下述步骤：
第一步、电机控制器启动，所述永磁同步电机上电，主控处理器初始化，进入AD采样中断；
第二步、所述主控处理器获取传感器采集到的所述永磁同步电机转子位置、转速信息；
第三步、所述主控处理器对所述传感器采集到的所述永磁同步电机的转速与油门踏板的输入参考转速进行比较计算，得到速度偏差及偏差率；
第四步、速度分段式PID控制单元根据所述速度偏差及偏差率选择相应的控制参数并进行计算，得到需要调节的参考电流值；
第五步、电流PID调节器对采集到的电流值与所述参考电流值进行比较计算，再经SVPWM算法调节电机转速。
2.根据权利要求1所述永磁同步电机驱动的电动场地车控制方法，其特征在于：所述速度分段PID控制单元由电子分段开关和多个速度环PID控制器构成，所述电子分段开关的控制信号输入端与所述主控处理器的转速控制信号输出端连接，电子分段开关的控制信号输出端根据所述速度偏差及偏差率，选择与不同的PID控制参数的所述速度环PID控制器的控制信号输入端连接。
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