电动汽车电机控制器方案设计说明书汇总(3)

2019-05-24 13:40

_iq Out; // Output: PID output

_iq SatErr; // Variable: Saturated difference

_iq Ki; // Parameter: Integral gain

_iq Kc; // Parameter: Integral correction gain

_iq Kd; // Parameter: Derivative gain

_iq Up1; // History: Previous proportional output

void (*calc)(); // Pointer to calculation function

} PIDREG3;

typedef PIDREG3 *PIDREG3_handle;

数据格式:

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? PID原理和实现方法:

PID控制系统框图如下:

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其中:电动汽车电机控制器方案设计说明书(原创) - ZZ - 狂风悟浪

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u(t)是PID的输出

upresat(t)是饱和之前的输出

e(t)是参考量和反馈量之差

Kp是比例系数

Ti积分时间(或复位时间)

Td是微分系数

Kc是积分补偿系数

将上述方程使用反向逼近的方法来离散化,则方程变为如下形式:

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电动汽车电机控制器方案设计说明书(原创) - ZZ - 狂风悟浪 电动汽车电机控制器方案设计说明书(原创) - ZZ - 狂风悟浪 定义

电动汽车电机控制器方案设计说明书(原创) - ZZ - 狂风悟浪 则

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其中T是采样周期。

软件流程图如下图所示:

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3.9 SVGEN_DQ(SVPWM模块) ? 作用:

这个模块用来计算合适的占空比,该占空比用于产生一个使用空间矢量PWM技术的给定定子参考电压。定子参考电压由电动汽车电机控制器方案设计说明书(原创) - ZZ - 狂风悟浪电动汽车电机控制器方案设计说明书(原创) - ZZ - 狂风悟浪来描述,即Ualpha和Ubeta。

? 这个模块的输入输入变量如下图所示:

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? C Version File Names: svgen_dq.c, svgen_dq.h

? IQmath library files for C: IQmathLib.h, IQmath.lib

? 变量定义

结构体SVGENDQ定义如下:

typedef struct { _iq Ualpha; // Input: reference alpha-axis phase voltage

_iq Ubeta; // Input: reference beta-axis phase voltage

_iq Ta; // Output: reference phase-a switching function

_iq Tb; // Output: reference phase-b switching function

_iq Tc; // Output: reference phase-c switching function

void (*calc)(); // Pointer to calculation function

} SVGENDQ;

typedef SVGENDQ *SVGENDQ_handle;

? 各变量的数据格式

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? 软件流程图如下

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? 模块原理:

三相电压逆变器如下图所示:

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空间矢量PWM用来按照一定的顺序驱动三个上桥臂的MOSFET导通,每相的下桥臂和同一相的上桥臂相反,中间有个死区时间,最终在定子绕组中产生近似的正弦波电流,并在定子绕组中产生旋转磁场。

系统等效电路如下图所示:

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开关管导通顺序和对应线电压和相电压之间的关系如下:

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对应电压关系:

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用矩阵形式表示如下:

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空间矢量的6个60°扇区如下图所示,其中的矢量为基础空间矢量。

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其中T1、T3分别是U0、U60的持续作用时间,T0是空矢量的持续时间。这些时间可以使用下面的方法计算:

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因为U0=U60=电动汽车电机控制器方案设计说明书(原创) - ZZ - 狂风悟浪,所以有如下

关系:

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在U0和U60之间时,t1和t2计算如下,T1、T3分别为U0和U120作用的时间。

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在U60和U120之间时,t1和t2计算如下,T2、T3分别为U60和U120作用的时间。

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如果定义X、Y、Z如下:

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在不同区间时t1和t2与X、Y、Z之间的对应关系如下:

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通过CLARK逆变换,得到电压Vref1、Vref2、Vref3如下:

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定子参考电压的电动汽车电机控制器方案设计说明书(原创) - ZZ - 狂风悟浪分量如下:

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电压Vref1、Vref2、Vref3如下

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如果Vref1 > 0,则a=1,否则a=0

如果Vref2 > 0,则b=1,否则b=0


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