【技术实现步骤摘要】
本申请属于电动汽车电驱动控制，涉及双电机驱动控制技术，具体地，提供一种双中性点串联供电的双电机控制系统。
技术介绍
1、双电机驱动是一种新型的电动汽车电驱动方式，采用双电机驱动时，两台永磁同步电机功率之和并不需要达到单电机的功率便能在性能上超过单电机，且可以通过不同的耦合方式(转矩、转速、双耦合)，让系统的高效率区间得到显著扩展，提升电机在高速轻载等情况下的效率；此外，由于两个永磁同步电机可以独立驱动两侧车轮，因此可以通过轮间的转速差、动力分配调节对车辆转向进行辅助，从而大大提升运动特性。
2、目前已有的双电机驱动方案较多采用dc/dc变换器对电源电压进行升压，该方案的升压原理直观，便于实现，但是会增加额外的开关管和电感等器件，导致双电机驱动系统复杂程度和体积的增加；此外，也可以采用双中性点串联供电拓扑实现双电机驱动，然而，现有研究中并未对其升压机理进行伸入研究，因此对两个电机的三相电流的控制皆使用简单的开环控制，并不能保证在升压的同时，实现两个电机独立且稳定的转矩控制。
技术实现思路
1、为解决上述现有技术中存在的问题，本申请提供一种双中性点串联供电的双电机控制系统，用于对采用双中性点串联供电的第一永磁同步电机和第二永磁同步电机进行闭环联合控制，其中供电电源的正负极分别与第一永磁同步电机和第二永磁同步电机的中性点连接，且两个永磁同步电机具有相同的直流母线电压，该控制系统包括：
2、升压控制器、升压分配器，第一驱动控制器、第二驱动控制器、第一调制器及第二调制
3、所述升压控制器通过跟踪目标直流母线电压输出等效占空比；
4、所述升压分配器使用预设的分配策略将所述等效占空比分配为第一永磁同步电机和第二永磁同步电机的平均占空比；
5、所述第一驱动控制器和第二驱动控制器通过跟踪目标转矩分别生成第一永磁同步电机和第二永磁同步电机的驱动控制量；
6、所述第一调制器和第二调制器基于所述平均占空比和驱动控制量分别生成第一永磁同步电机和第二永磁同步电机的实际控制信号，并使用所述实际控制信号分别对第一永磁同步电机和第二永磁同步电机的逆变器进行闭环控制。
7、进一步地，所述升压控制器为电压电流双环控制器，其控制参数通过以下步骤确定：
8、s1，建立双中性点串联供电结构下的升压表达式；
9、s2，基于所述升压表达式建立双中性点串联供电结构下的等效升压模型；
10、s3，获取所述等效升压模型的小信号数学模型；
11、s4，基于所述等效升压模型的小信号数学模型确定所述升压控制器的电压环控制参数和电流环控制参数。
12、进一步地，通过以下步骤建立双中性点串联供电结构下的升压表达式：
13、基于双中性点串联供电结构的电路拓扑及平均理论，确定两个永磁同步电机的0轴电压表达式：
14、
15、其中，ubus为直流母线电压，n1、n2分别为第一永磁同步电机与第二永磁同步电机的中性点，o为接地点，rs1分别为第一永磁同步电机的0轴占空比、0轴电压、中性点电位、0轴电流、0轴电感和定子电阻，rs2分别为第二永磁同步电机的0轴占空比、0轴电压、中性点电位、0轴电流、0轴电感和定子电阻；
16、基于等功率变换确定两个永磁同步电机的0轴电流与中性线电流关系的表达式以及三相逆变器平均占空比与0轴占空比关系的表达式：
17、
18、其中，in为中性线电流，分别为第一永磁同步电机和第二永磁同步电机的平均占空比；
19、确定两个永磁同步电机的中性点电位的表达式：
20、
21、建立如下式所示的双中性点串联供电结构下供电电源电压的表达式：
22、
23、其中，uin为供电电源电压；
24、稳态时忽略微分项和定子电阻压降，得到如下式所示的双中性点串联供电结构下的升压表达式：
25、
26、其中δαh为等效占空比。
27、优选地，所述双中性点串联供电结构下的等效升压模型包括等效电阻r、等效电容c、第一等效逆变器单元、第二等效逆变器单元、第一等效零轴电阻r1、第二等效零轴电阻r2、第一等效零轴电感l1和第二等效零轴电感l2；
28、第一等效逆变器单元包括第一上开关管ah和第一下开关管al，第二等效逆变器单元包括第二上开关管bh和第二下开关管bl；
29、其中，等效电阻r的第一端、等效电容c的第一端、第一上开关管ah的第一端、第二上开关bh管的第一端互相连接，等效电阻r的第二端、等效电容c的第二端、第一下开关管al的第二端、第二下开关管bl的第二端互相连接；
30、第一上开关管ah的第二端与第一下开关管al的第一端连接，第二上开关管bh的第二端与第二下开关管bl的第一端连接，第一等效零轴电阻r1、第一等效零轴电感l1、第二等效零轴电感l2、第二等效零轴电阻r2依次串接于第一上开关管的第二端与第二上开关管的第二端之间。
31、进一步地，步骤s3通过对所述双中性点串联供电结构下的等效升压模型进行瞬时值平均操作、分离扰动操作及线性化操作，获取如下式所示的等效升压模型的小信号数学模型：
32、
33、其中，分别为小信号数学模型中直流母线电压、直流母线电流、电源电压、第一等效逆变器单元占空比、第二等效逆变器单元占空比的交流分量，v、i、d1、d2分别为小信号数学模型中直流母线电压、直流母线电流、第一等效逆变器单元占空比、第二等效逆变器单元占空比的直流分量，且v与小信号数学模型中电源电压vg满足以下关系：
34、
35、进一步地，步骤s4包括以下步骤：
36、对所述等效升压模型的小信号数学模型进行拉氏变换：
37、
38、其中s为拉氏变换的自变量；
39、基于拉式变换的结果获取如下式所示的输出电压到两个逆变器单元占空比之差的传递函数gvd(s)，以及电源电流到两个逆变器单元占空比之差的传递函数gid(s)：
40、
41、令确定如下式所示的输出电压到电源电流的传递函数gvi(s)：
42、
43、建立如下式所示的电流环开环传递函数g1(s)和电压环开环传递函数g2(s)：
44、
45、设定期望的穿越频率fc_i、fc_v和相角裕度求解以下方程，得到所述升压控制器的电压环控制参数kv_p、kv_i和电流环控制参数ki_p、ki_i：
46、
47、其中，j为虚数单位。
48、优选地，所述使用预设的分配策略将所述等效占空比分配为第一永磁同步电机和第二永磁同步电机的平均占空比，具体为：
49、以0.5为中心，将第一永磁同步电机的平均占空比和第二永磁筒电机的平均占空比分别分配为0.5+δαh/2和0.5-δαh本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种双中性点串联供电的双电机控制系统，用于对采用双中性点串联供电的第一永磁同步电机和第二永磁同步电机进行闭环联合控制，其中供电电源的正负极分别与第一永磁同步电机和第二永磁同步电机的中性点连接，且两个永磁同步电机具有相同的直流母线电压，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的双中性点串联供电的双电机控制系统，其特征在于，所述升压控制器为电压电流双环控制器，其控制参数通过以下步骤确定：
3.根据权利要求2所述的双中性点串联供电的双电机控制系统，其特征在于，通过以下步骤建立双中性点串联供电结构下的升压表达式：
4.根据权利要求3所述的双中性点串联供电的双电机控制系统，其特征在于，所述双中性点串联供电结构下的等效升压模型包括等效电阻R、等效电容C、第一等效逆变器单元、第二等效逆变器单元、第一等效零轴电阻R1、第二等效零轴电阻R2、第一等效零轴电感L1和第二等效零轴电感L2；
5.根据权利要求4所述的双中性点串联供电的双电机控制系统，其特征在于，步骤S3通过对所述双中性点串联供电结构下的等效升压模型进行瞬时值平均操作、分离扰动操作及线
6.根据权利要求5所述的双中性点串联供电的双电机控制系统，其特征在于，步骤S4进一步包括以下步骤：
7.根据权利要求3所述的双中性点串联供电的双电机控制系统，其特征在于，所述使用预设的分配策略将所述等效占空比分配为第一永磁同步电机和第二永磁同步电机的平均占空比，具体为：
8.根据权利要求3所述的双中性点串联供电的双电机控制系统，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种双中性点串联供电的双电机控制系统，用于对采用双中性点串联供电的第一永磁同步电机和第二永磁同步电机进行闭环联合控制，其中供电电源的正负极分别与第一永磁同步电机和第二永磁同步电机的中性点连接，且两个永磁同步电机具有相同的直流母线电压，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的双中性点串联供电的双电机控制系统，其特征在于，所述升压控制器为电压电流双环控制器，其控制参数通过以下步骤确定：
3.根据权利要求2所述的双中性点串联供电的双电机控制系统，其特征在于，通过以下步骤建立双中性点串联供电结构下的升压表达式：
4.根据权利要求3所述的双中性点串联供电的双电机控制系统，其特征在于，所述双中性点串联供电结构下的等效升压模型包括等效电阻r、等效电容c、第一等效逆变器单元、第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：王大方，廖前洋，李琪，许彭斌，方淇，赵硕，周浩宇，李亦非，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：
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