一种电动汽车多驱动电机偏差耦合转速同步控制方法技术

一种电动汽车多驱动电机偏差耦合转速同步控制方法，涉及多电机控制策略,包括同步转速补偿模块，电机转速环控制模块，多电机模块等，针对偏差耦合控制策略中的传统的转速补偿器存在调节时间长，稳态性能、同步精度较差的问题，提出了一种基于最小转速的新型同步转速补偿器，通过在转速补偿器中引入最小转速概念，将转速差值经过转速补偿增益放大后，与平均转速误差的和作为目标电机的速度补偿值，使各电机之间的同步误差大大减小，同步性能和精度更高，受到干扰时的调节时间更短，相比于其他的转速补偿算法，控制结构大大简化。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车多驱动电机偏差耦合转速同步控制方法
本专利技术涉及一种电机控制策略，尤其涉及一种多电机速度同步控制策略。
技术介绍
专利号：CN201510289647.5，专利技术名称：“适用于多电机系统的改进型偏差耦合控制方法”的专利，公开了一种适用于多电机系统的改进型偏差耦合控制结构，有效提升系统的同步性能和跟踪性能。为此，本专利技术采取的技术方案是，适用于多电机系统的改进型偏差耦合控制方法，利用体现电机转速重要程度的转速权重系数，并且将多电机转速同步控制分成系统转速控制和单元转速控制两个阶段进行控制；具体结构包括六个部分：(1)系统转速值的计算；(2)系统转速控制；(3)单元同步误差计算；(4)单元误差计算；(5)单元转速控制；(6)多电机转速同步控制。本专利技术主要应用于多电机协同控制。专利号：CN201910307095.4，专利技术名称：“一种基于滑模控制器的偏差耦合控制方法”的专利，公开了一种基于滑模控制器的偏差耦合控制方法，涉及多轴伺服同步控制
，包括以下步骤：S1、基于偏差耦合控制策略设计速度补偿器，得到系统中第i台伺服的实时速度补偿信号为Δωi及第i台与第j台伺服之间的同步误差τij；S2、以永磁同步伺服电机为对象，使系统中第i台伺服转速ωi维持动态平衡，本专利技术通过利用滑模控制器具有的响应速度快、对参数摄动及外界扰动不敏感的特性，在多轴伺服控制系统多周期变比例运行的复杂工况下，为防止某一轴或多个轴在一定时间内不能完成相应动作，而导致多轴系统动作失调，利用滑模控制器来迅速消除系统运行过程中的跟踪误差和各台伺服之间的同步误差，进而实现多轴伺服系统变比例工况下的同步控制。专利号：CN201810042135.2，专利技术名称：“一种模糊自调节的偏差耦合多电机同步控制方法”的专利，公开了一种模糊自调节的偏差耦合多电机同步控制方法：设计一个由模糊控制器和一阶惯性滤波器相结合的用于控制多台电机的模糊自调节滤波控制器，将给定转速和转矩作为模糊自调节滤波控制器的输入，将柔化转速作为模糊自调节滤波控制器的输出，所述的柔化转速是指各台电机实际接收到的给定转速；引入超前校正环节设计超前同步补偿器，使各台电机在起动同步性能提高的同时响应速度也加快；计算起动过程和稳态运行突加负载时的同步误差；比较各台电机的动态响应速度特性，验证超前同步补偿器提高电机动态响应速度的有效性。本专利技术不仅提高了多电机在起动和给定转速突变时的同步性能，也改善了多电机在稳态下突加负载时的同步性能。专利号：CN202010219477.4，专利技术名称：“一种基于改进型偏差耦合的多电机滑模协同控制方法”的专利，公开了一种基于改进型偏差耦合的多电机滑模协同控制方法；包括以下步骤：S1、在多电机系统中，根据永磁同步电机矢量控制策略，得到永磁同步电机的状态方程；S2、在多电机系统中,将灌装电机状态方程设计为切换系统，传送电机系统状态方程保持不变，同时定义各电机的系统误差、跟踪误差和同步误差信号；S3、设计等效滑模控制器；S4、验证系统的稳定性。通过对经典偏差耦合控制策略进行改进，重点在于解决灌装多电机系统在复杂工况下的协同控制问题。其中，设计的滑模变结构控制器可以保证系统的单轴误差收敛，灌装电机的切换子系统可以在停机/启动时刻负载转矩突变的复杂工况下，提高多电机系统的协同性能。随着现代工业向智能化、精密化的不断发展，多电机转速同步协调控制技术被应用于多种自动化领域，尤其是在电动汽车分布式驱动的趋势之下，为了提高分布式驱动电动汽车多驱动电机之间转速的同步性能，多驱动电机的偏差耦合转速同步控制方法得到了越来越多的应用，现已公布的技术中，或是对多电机转速进行加权补偿，或是针对补偿策略进行改进，使得偏差耦合控制策略更加复杂，且控制效果提升不明显；本专利技术提出了一种基于最小转速的偏差耦合转速补偿器，并以此对偏差耦合控制策略进行了改进，简化了控制结构，减小了电机之间的转速同步误差，提高了同步精度。
技术实现思路
本专利技术的目的是设计一种电动汽车多驱动电机偏差耦合转速同步控制方法，包括同步转速补偿模块，电机转速环控制模块，多驱动电机模块等，针对传统的偏差耦合控制策略中的转速补偿器存在当电机负载发生较大突变时，电机之间的速度波动较大或过度补偿，而且调节时间长，稳态性能、同步精度较差的问题，提出了一种基于最小转速的偏差耦合新型同步转速补偿器，通过在每个转速补偿器中引入最小转速概念，对转速补偿器的结构进行重新设计，利用其他各电机转速的最小值代替各电机具体转速值，将转速差值经过转速补偿增益放大后，与平均转速误差的和作为目标电机的速度补偿值，改进后的控制方法各电机之间的同步误差均有所减小，同步性能好、精度高，受到干扰时的调节时间更短，且不存在过度补偿现象，相比于其他的转速补偿算法，控制结构大大简化。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案一种电动汽车多驱动电机偏差耦合转速同步控制方法，包括同步转速补偿模块，电机转速环控制模块，多驱动电机模块等，其特征在于：所述的偏差耦合是将每个电机的转速进行耦合，通过转速补偿器来减小每台电机之间的转速误差，具体实现步骤如下：步骤1：定义最小转速ωmin的概念，所述的平均转速和平均转速误差Δωi如下式所示，将被控电机的转速与其他电机的转速进行关联：式中，ωi即第i号电机的转速值；ωmin(1,2,…n-1)为除被控电机外其余电机中的最小转速值；n为电机个数；步骤2：以四台永磁同步电机转速同步系统偏差耦合控制结构为例进行进一步分析，进一步的，所述的转速补偿器为基于最小转速的新型同步转速补偿器a，具体表示为：式中，ωmin(2,3,4)是指2号、3号、4号电机转速中的最小值；η1为转速补偿增益；跟随转速是1号电机转速与ωmin(2,3,4)的平均值；进一步的，所述的速度补偿值ωc1即为第一电机的速度补偿值。在一些实施方式中，新型同步转速补偿器，通过在转速补偿器中引入最小转速，利用其他各电机转速的最小值与目标电机转速作差，将转速差值经过转速补偿增益放大后，与平均转速误差的和即作为目标电机的速度补偿值。在一些实施方式中，转速补偿增益η1，其值为η1＝J1(J2+J3+J4)/J2J3J4。有益效果本专利技术的一种电动汽车多驱动电机偏差耦合转速同步控制方法，包括同步转速补偿模块，电机转速环控制模块，多驱动电机模块等，同步转速补偿模块为新型同步转速补偿器组成，进一步的，新型同步转速补偿器是基于最小转速的转速补偿器，通过在传统的同步转速补偿器中引入最小转速概念，对补偿器的结构进行重新设计，利用其他各电机转速的最小值代替各电机具体转速值，将转速差值经过转速补偿增益放大后，与平均转速误差的和作为目标电机的速度补偿值，所述的改进偏差耦合控制方法能使各电机之间的同步误差均有所减小，系统中某个电机出现较大的速度波动时，平均转速和平均转速误差能迅速跟随电机转速差值，同步性能好、精度高，受到干扰时的调节时间更短，且不存在过度补偿现象，而且当多电机系统中加入新的电机时，只需增加最小值模块的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车多驱动电机偏差耦合转速同步控制方法，包括同步转速补偿模块，电机转速环控制模块，多驱动电机模块等，其特征在于：所述的偏差耦合是将每个电机的转速进行耦合，通过转速补偿器来减小每台电机之间的转速误差，具体实现步骤如下：/n步骤1：定义最小转速ω

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车多驱动电机偏差耦合转速同步控制方法，包括同步转速补偿模块，电机转速环控制模块，多驱动电机模块等，其特征在于：所述的偏差耦合是将每个电机的转速进行耦合，通过转速补偿器来减小每台电机之间的转速误差，具体实现步骤如下：
步骤1：定义最小转速ωmin的概念，所述的平均转速和平均转速误差Δωi如下式所示，将被控电机的转速与其他电机的转速进行关联：



式中，ωi即第i号电机的转速值；ωmin(1,2,…n-1)为除被控电机外其余电机中的最小转速值；n为电机个数；
步骤2：以四台永磁同步电机转速同步系统偏差耦合控制结构为例进行进一步分析，进一步的，所述的转速补偿器为基于最小转速的新型同步转速补偿器a，具体表示为：

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宗锋，杨其玺，孙林，高歌，王树凤，王强，谢凤芹，姜宁，谢凯洋，韩铖，李俊龙，王宝云，杨凯利，宗明吉，董金慧，谷亦杰，王庆洲，汪卫东，刘建波，张俊友，刘俊龙，宋旭丽，
申请(专利权)人：滕琦，
类型：发明
国别省市：山东;37