电动车辆驱动系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107070339A(43)申请公布日2017.08.18(21)申请号201710241599.1(22)申请日2017.04.13(71)申请人吴乐诗地址200433上海市杨浦区邯郸路220号复旦大学电子工程系(72)发明人不公告发明人(51)Int.Cl.H02P21/00(2016.01)H02P27/08(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图6页(54)发明名称电动车辆驱动系统(57)摘要本发明公开了一种电动车辆驱动系统，包括DC/DC变换单元、逆变器、永磁同步电机、Cark变换模块、Park变换模块、转子位置传感器、分数阶PID调节器、电流调节器、Park逆变换模块、和脉冲宽度调制模块；所述转子位置传感器的输入端连接永磁同步电机的转子参数输出端，转子位置传感器的转子位置输出端连接Park变换模块的转子位置数据输入端；转子位置传感器的转子角速度数据输出端连接第一比较器的反向输入端，第一比较器的正向输入端与转速给定信号相连；第一比较器的输出端与分数阶PID调节器的输入端连接。本发明提高了系统控制效果。CN107070339ACN107070339A权利要求书1/2页1.一种电动车辆驱动系统，其特征在于，包括DC/DC变换单元、逆变器、永磁同步电机、Cark变换模块、Park变换模块、转子位置传感器、分数阶PID调节器、电流调节器、Park逆变换模块、和脉冲宽度调制模块；所述转子位置传感器的输入端连接永磁同步电机的转子参数输出端，转子位置传感器的转子位置输出端连接Park变换模块的转子位置数据输入端；转子位置传感器的转子角速度数据输出端连接第一比较器的反向输入端，第一比较器的正向输入端与转速给定信号相连；第一比较器的输出端与分数阶PID调节器的输入端连接，分数阶PID调节器的输出端连接第二比较器的正向输入端，第二比较器的反向输入端与Park变换模块的q轴电流输出端相连；即d轴电流给定值恒为零，d轴电流给定值与第三比较器的正向输入端相连，第三比较器的反向输入端与Park变换模块的d轴电流输出端相连；第二比较器和第三比较器的输出端与电流调节器相连，电流调节器的输出端通过Park逆变换模块与脉冲宽度调制模块相连，脉冲宽度调制模块输出调制信号至逆变器，逆变器接收DC/DC变换单元的输出电压Vo，根据调制信号打开/关闭逆变器中的IGBT，从而输出可变频率的电压信号至永磁电机；通过转子位置传感器采集永磁同步电机的转子位置θ、实际转速ωm，通过电流传感器采集逆变器输出的其中两相ia、ib，ia、ib经过Clark变换和Park变换，得到永磁同步电机在dq轴坐标系下的等效电流id和iq；第一比较器将转速给定值与实际转速ωm进行比较，偏差信号经过分数阶PID调节器调节，分数阶PID调节器的输出值作为q轴的电流给定值d轴电流给定值第二比较器对iq与进行比较，第三比较器对id与进行比较，第二比较器和第三比较器的比较结果送入电流调节器，通过电流调节器调节后得到dq轴坐标系下的q轴电压给定值和d轴电压给定值Park逆变换模块对和进行Park逆变换后，依次输出给脉冲宽度调制模块和逆变器，从而得到永磁同步电机的三相输入电压，驱动永磁同步电机运行；所述DC/DC变换单元包括电感L、串联连接的晶体管Q1与Q2，晶体管Q1与Q2分别反并联有二极管D1与D2；电感L一端经由开关SR1连接到电池的正极，另一端连接到晶体管Q1与晶体管Q2之间的中间点；电容C1的一端连接于开关SR1与电感L之间，另一端接电池负极，电容器C1对电池电压进行平滑；晶体管Q1与Q2串联后与电容C2并联，电容C2作为DC/DC变换单元的输出电容，逆变器连接于电容C2的两端；电压传感器V1检测电池的电压Vin，并将检测得到的电压Vin提供给MCU；MCU控制开关SR1的开/闭；MCU以PWM的方式分别向晶体管Q1与Q2提供触发信号G11、G12；电压传感器V2检测DC/DC变换单元的输出电压Vo，并将检测得到的电压Vo提供给MCU；DC/DC变换单元对来自电容器C1的电压进行升压，并将升压后的电压提供给电容器C2；电容器C2对输出电压进行平滑，并将平滑后的电压提供给逆变器；MCU将电压Vo与设定值Vdc相比较，根据二者的差值调节G11、G12的占空比，从而使得Vo＝Vdc。2.根据权利要求1所述的电动车辆驱动系统，其特征在于所述电流调节器用于计算q轴电压给定值和d轴电压给定值第二比较器与第三比较器输出的偏差信号分别送入d轴PI调节器与q轴PI调节器，d轴PI调节器的输出电压为Ud，q轴PI调节器的输出电压为Uq，Ud、Uq、Vo送入电压极限环，得到和通过第四比较器对Uq与进行比较，得到偏差△Uq，△Uq经