混合動力汽車永磁同步電機電流滑?？刂频难芯?pdf

1、電機驅(qū)動系統(tǒng)是混合動力汽車的關(guān)鍵部件?；旌蟿恿ζ囉来磐诫姍C驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)滿足轉(zhuǎn)矩輸出能力強、調(diào)速范圍寬、全速運行范圍內(nèi)效率高、可靠性好等特定要求。永磁同步電機是多變量、非線性、強耦合的系統(tǒng)，對參數(shù)和干擾極為敏感，因此傳統(tǒng)的線性控制方法無法準(zhǔn)確描述系統(tǒng)的穩(wěn)動態(tài)過程，難以保證電機在寬轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的運行品質(zhì)?；Ｗ兘Y(jié)構(gòu)控制是一種特殊的非線性控制，它具有響應(yīng)快速、魯棒性強、實現(xiàn)簡單等優(yōu)點，然而這種控制方法不可避免存在系統(tǒng)抖振，因而如何消除抖振成為

2、將滑?？刂评碚搼?yīng)用于實際電機驅(qū)動系統(tǒng)的關(guān)鍵問題。因此，為了提高混合動力汽車永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)對參數(shù)變化和外部擾動的魯棒性，本文圍繞電流滑?？刂圃谟来磐诫姍C最大轉(zhuǎn)矩電流比控制系統(tǒng)中的應(yīng)用展開研究工作，重點研究如何通過改進趨近律、負(fù)載滑模觀測器和增益調(diào)度滑?？刂频确椒ㄏ魅跸到y(tǒng)抖振及改善系統(tǒng)抵抗負(fù)載擾動特性。
　　 采用趨近律方法可以改善滑模運動的動態(tài)品質(zhì)。本文分析比較了若干典型趨近律對于系統(tǒng)特性的影響，針對一般趨近律在接近滑模區(qū)

3、域時抖振較大、不能收斂于原點的問題，本文提出了一種具有時變切換增益的指數(shù)趨近律方法。該方法在切換增益中引入時變修正因子，使得切換增益在接近滑模面鄰域時始終保持為較小值，且在滑模運動階段能夠隨著系統(tǒng)狀態(tài)而趨近至零。所設(shè)計趨近律方法改善了系統(tǒng)動態(tài)性能，有效削弱了系統(tǒng)抖振。
　　 在滑?？刂葡到y(tǒng)中，切換增益系數(shù)的最小值只有隨著負(fù)載擾動幅度的增大而增大，才能滿足滑動模態(tài)存在性和可達(dá)性條件，以達(dá)到抵抗擾動的目的。然而，增大切換增益將導(dǎo)致系

4、統(tǒng)抖振加劇。針對以上問題，本文采用滑模觀測器對負(fù)載擾動進行前饋補償。該負(fù)載擾動觀測器選取關(guān)于轉(zhuǎn)速觀測誤差的滑模面，并根據(jù)負(fù)載擾動觀測誤差自適應(yīng)調(diào)整觀測器切換增益，不僅保證了觀測器的魯棒性，而且削弱了負(fù)載觀測抖振。同時將負(fù)載擾動觀測值前饋補償至電流滑模控制器輸出端，使用較小切換增益即可滿足抵抗負(fù)載擾動的要求，從而改善了負(fù)載擾動時電流跟蹤響應(yīng)特性，顯著減小了系統(tǒng)抖振。
　　 在實際系統(tǒng)中，控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)要求能夠隨著外界環(huán)境、運行

5、條件的變化而變化，以保證系統(tǒng)在全局運行范圍內(nèi)具有滿意的控制性能。增益調(diào)度控制是一種解決非線性系統(tǒng)控制問題的有效方法。本文采用自適應(yīng)和增益調(diào)度相結(jié)合的方法對電流滑模控制器的參數(shù)進行整定。該方法通過自適應(yīng)律在線調(diào)整切換增益系數(shù)的邊界范圍，同時以關(guān)于直軸、交軸電流的積分滑模面函數(shù)作為調(diào)度變量，對切換增益系數(shù)、滑模面系數(shù)及邊界層厚度進行增益調(diào)度。所設(shè)計方法克服了常規(guī)增益調(diào)度方法需要確定工作點及對大量參數(shù)尋優(yōu)的缺點，不但保證了系統(tǒng)魯棒性，而且提高