科创中国
一种应用在新能源汽车电机的EMPC控制方法
发布时间: 2022-12-14
来源: 科技服务团
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
新能源及节能技术
成果介绍
在新能源汽车应用中内置式永磁同步电机占主体地位，内置式永磁同步电机体积小、效率高、功率密度大、有相较于表贴电机更强的负载能力，可以满足汽车对于启动加速、爬坡等方面的需求。
在传统的控制算法中，PI算法占据主体地位，PI控制器以结构简单，易于实现广泛应用在电机驱动领域之中。但是为获得良好的控制性能，PI参数需要进行整定；内置式永磁同步电机是一个强耦合系统，当电机高速运行时，PI控制器不易于实现系统的解耦；PI控制器实现内置式永磁同步电机的MTPA(Maximum Torque Per Ampere，最大电流安培比)控制较为复杂；作为单输入单输出系统，采用级联结构的PI控制器不利于系统整定性能调优。这些问题说明了在遇到复杂工况下需要更好的算法。
成果亮点
EMPC算法只能处理线性模型且对模型参数的精确度要求较高，如果模型不精确可能会出现系统稳定误差等问题。
2、为了解决系统非线性和模型精度问题，传统算法通常采用将耦合项作为状态变量引入到系统当中，也即牺牲维度来保证系统精确，但这种做法会增加算法的复杂度。
3、模型预测算法的代价函数的参数权衡问题不好解决。
4、目前的算法应用很少利用EMPC约束处理来解决除过压保护和过流保护以外的问题，浪费了其强大的约束处理能力。
5、EMPC算法计算量大，传统的方式难以在工程上实现。
团队介绍
本发明是为了解决传统的EMPC算法存在的问题，现提供一种应用在新能源汽车电机的EMPC控制方法。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”黑龙江科技服务团 (黑龙江省科学技术协会) 评价时间：2023-11-11
评价单位：“科创中国”黑龙江科技服务团 (黑龙江省科学技术协会) 评价时间：2022-12-21
黄建华
哈尔滨工业大学
教授
综合评价
系统采用Infineon32位MCU芯片XMC4500作为主控芯片，该芯片主频为120M，存储器容量高达1024K，同时具有丰富的外设，I/O引脚功能可以自定义，足以实现内置式永磁同步电机的EMPC控制。
主功率电路采用三相桥式整流和逆变电路；检测电路包括霍尔电流检测以及旋转变压器位置检测，通过内部ADC和SPI同步串行通讯反馈到单片机。单片机内执行全速域运行的MPC算法，由CCU8产生PWM信号经过光耦隔离的驱动电路作用于三相逆变桥，产生作用于电机的SVPWM信号。
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