吉林大学学报(工学版) ›› 2015, Vol. 45 ›› Issue (3): 711-718.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201503005

• • 上一篇    下一篇

基于扰动观测器的电动助力转向系统用永磁同步电机鲁棒预测电流控制

张虎, 张建伟, 郭孔辉, 李洋   

  1. 吉林大学 汽车仿真与控制国家重点实验室,长春 130022
  • 收稿日期:2014-03-13 出版日期:2015-05-01 发布日期:2015-05-01
  • 通讯作者: 张建伟(1973-),男,副教授.研究方向:汽车仿真与控制.E-mail:zhangjianwei_mail@126.com E-mail:zhanghu8609@163.com
  • 作者简介:张虎(1986-),男,博士研究生.研究方向:汽车仿真与控制.
  • 基金资助:
    “973”国家重点基础研究发展计划项目(2011CB711201); 国防基础科研项目(B2220110006)

Robust prediction current control of permanent magnet synchronous motor for EPS based disturbance observer

ZHANG Hu, ZHANG Jian-wei, GUO Kong-hui, LI Yang   

  1. State Key Laboratory of Automotive Simulation and Control, Jilin University, Changchun 130022,China
  • Received:2014-03-13 Online:2015-05-01 Published:2015-05-01

PDF (PC)

439

摘要： 为了提高电动助力转向系统中永磁同步电机的电流跟踪性能,采用了无差拍控制策略,但传统无差拍控制的稳定性和控制精度受系统延时和电机参数摄动及其他扰动的影响。因此,提出了一种基于扰动观测器的鲁棒预测电流控制(ARPCC)算法。该算法在无差拍控制基础上增加了电流观测器和扰动观测器,电流观测器预测电机电流,补偿控制延时,扰动观测器通过估计系统扰动提高电流观测和控制精度。仿真和试验结果表明:该算法可以显著提高电流跟踪的稳态性能和动态性能。

关键词: 车辆工程, 预测电流控制, 扰动观测器, 永磁同步电机, 电动助力转向系统

Abstract: The deadbeat control scheme is adopted to improve the current tracking performance of permanent magnet synchronous motor of electric power steering system. However, the stability and accuracy of traditional deadbeat control suffer from time delay, motor parameter perturbation and other disturbances. To overcome this problem, a prediction current control algorithm based on disturbance observer is proposed. The algorithm combines deadbeat control with a current observer and disturbance observer. The current observer estimates the future value of motor current and compensates the time delay; and the disturbance observer estimates the system disturbance to improve the current observation and control precision. Simulation and experiment results demonstrate that the proposed algorithm significantly improves the steady and dynamic performance of current tracking of the electric power steering system.

Key words: vehicle engineering, predict current control, disturbance observer, permanent magnet synchronous motor, electric power steering

中图分类号: 

  • U463.4
[1] Mohamed Y A R I. Design and implementation of a robust current-control scheme for a PMSM vector drive with a simple adaptive disturbance observer[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics,2007,54(4):1981-1988.
[2] 杨明,付博,李钊,等. 永磁同步电动机矢量控制电压解耦控制研究[J]. 电气传动,2010,40(5):24-28.
Yang Ming,Fu Bo,Li Zhao,et al. Research on voltage decoupling control of vector control for permanent magnet synchronous motor[J]. Electric Drive,2010,40(5):24-28.
[3] 刘贤兴,胡育文. 永磁同步电机的神经网络逆动态解耦控制[J]. 中国电机工程学报,2007,27(27):72-76.
Liu Xian-xing, Hu Yu-wen. Dynamic decoupling control of PMSM based on neural network inverse method[J]. Proceedings of the CSEE, 2007,27(27):72-76.
[4] Cortés P, Kazmierkowski M P, Kennel R M, et al. Predictive control in power electronics and drives[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2008,55(12):4312-4324.
[5] Moon H T, Kim H S, Youn M J. A discrete-time predictive current control for PMSM[J]. IEEE Transactions on Power Electronics,2003,18(1):464-472.
[6] Lee Kui-Jun, Park Byoung-Gun,Kim Rae-Young, et al. Robust predictive current controller based on a disturbance estimator in a three-phase grid-connected inverter[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2012,27(1):276-283.
[7] Huerta J M E, Castelló-Moreno J, Fischer J R, et al. A synchronous reference frame robust predictive current control for three-phase grid-connected inverters[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics,2010,57(3):954-962.
[8] 牛里,杨明,王庚,等. 基于无差拍控制的永磁同步电机鲁棒电流控制算法研究[J]. 中国电机工程学报,2013,33(15):78-85.
Niu Li, Yang Ming, Wang Geng, et al. Research on the robust current control algorithm of permanent magnet synchronous motor based on deadbeat control principle[J]. Proceedings of the CSEE,2013,33(15):78-85.
[9] Jeong Se-Jong,Song Seung-Ho. Improvement of predictive current control performance using online parameter estimation in phase controlled rectifier[J]. IEEE Transactions on Power Electronics,2007,22(5):1820-1825.
[10] 杨勇,阮毅,吴国祥,等. 基于DPWM1的无差拍解耦控制的三相并网逆变器[J]. 电工技术学报,2010,25(10):101-107.
Yang Yong, Ruan Yi, Wu Guo-xiang, et al. Deadbeat decoupling control of three-phase grid-connected inverters based on DPWM1[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2010,25(10):101-107.
[11] 郭卫农,陈坚. 基于状态观测器的逆变器数字双环控制技术研究[J]. 中国电机工程学报,2002,22(9):64-68.
Guo Wei-nong, Chen Jian. Study on digital dual-loop control for inverters based on state observer[J]. Proceedings of the CSEE,2002,22(9):64-68.
[12] 胡寿松. 自动控制原理[M]. 5版. 北京:科学出版社,2007:516-517.
[1] 常成,宋传学,张雅歌,邵玉龙,周放. 双馈电机驱动电动汽车变频器容量最小化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1629-1635.
[2] 席利贺,张欣,孙传扬,王泽兴,姜涛. 增程式电动汽车自适应能量管理策略[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1636-1644.
[3] 何仁,杨柳,胡东海. 冷藏运输车太阳能辅助供电制冷系统设计及分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1645-1652.
[4] 那景新,慕文龙,范以撒,谭伟,杨佳宙. 车身钢-铝粘接接头湿热老化性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1653-1660.
[5] 刘玉梅,刘丽,曹晓宁,熊明烨,庄娇娇. 转向架动态模拟试验台避撞模型的构建[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1661-1668.
[6] 赵伟强, 高恪, 王文彬. 基于电液耦合转向系统的商用车防失稳控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1305-1312.
[7] 宋大凤, 吴西涛, 曾小华, 杨南南, 李文远. 基于理论油耗模型的轻混重卡全生命周期成本分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1313-1323.
[8] 朱剑峰, 张君媛, 陈潇凯, 洪光辉, 宋正超, 曹杰. 基于座椅拉拽安全性能的车身结构改进设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1324-1330.
[9] 那景新, 浦磊鑫, 范以撒, 沈传亮. 湿热环境对Sikaflex-265铝合金粘接接头失效强度的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1331-1338.
[10] 王炎, 高青, 王国华, 张天时, 苑盟. 混流集成式电池组热管理温均特性增效仿真[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1339-1348.
[11] 金立生, 谢宪毅, 高琳琳, 郭柏苍. 基于二次规划的分布式电动汽车稳定性控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1349-1359.
[12] 隗海林, 包翠竹, 李洪雪, 李明达. 基于最小二乘支持向量机的怠速时间预测[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1360-1365.
[13] 王德军, 魏薇郦, 鲍亚新. 考虑侧风干扰的电子稳定控制系统执行器故障诊断[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1548-1555.
[14] 胡满江, 罗禹贡, 陈龙, 李克强. 基于纵向频响特性的整车质量估计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 977-983.
[15] 刘国政, 史文库, 陈志勇. 考虑安装误差的准双曲面齿轮传动误差有限元分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 984-989.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!
版权所有 © 《吉林大学学报(工学版)》编辑部
地址：长春市人民大街5988号　电话：+86-431-85095297　传真：+86-431-85094074　E-mail: xbgxb@jlu.edu.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发