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。
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。
根据极紫外光刻机系统对超精定位微动台在真空兼容性、隔振性能、表面温升等方面的具体需求,提出并研究一种Halbach次级结构低刚度磁悬浮重力补偿器。与传统微动台法向音圈电机相比,磁悬浮重力补偿器利用永磁体之间的悬浮力实现对微动台运动质量的被动补偿,大大降低了线圈发热。本项目提出的磁悬浮重力补偿器方案将两种刚度特性相反的被动磁悬浮单元进行集成,通过正负抵消获得低刚度特性,从而实现更好的隔振性能。重点围绕该新型磁悬浮重力补偿器的数学模型、悬浮力特性、刚度优化以及设计方法等发面展开研究。建立磁悬浮重力补偿器的精确数学模型;开展磁悬浮重力补偿器的特性分析与性能优化研究,掌握悬浮力和悬浮力刚度随各尺寸参数的变化规律;研究磁悬浮重力补偿器悬浮力密度的提升方法与表面温升的抑制方法,探索在保证低刚度条件下的悬浮力密度极限;研究该类磁悬浮重力补偿器的设计方法;最后通过样机实验,对其性能进行评估分析。通过上述研究,形成低刚度磁悬浮重力补偿器的理论分析方法、优化设计准则,为其在相关领域的实际应用提供理论基础。
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。
研究成果获得了国际著名学者如V. C. Venkates、Sanjay Agarwal、Julian Schneider、Jin-Woo Park等教授的认可,并作为其文章理论支撑的重要依据;部分成果鉴定结论为"填补国内空白,达到国际先进水平"。在 "Acta Biomaterialia"(SCI IF:4.865/2011)、"Langmuir" SCI IF:4.186/2011)、 "INT J MACH TOOL MANU"(SCI 影响因子2.169/2011)等国内外高水平杂志上发表论文近300篇,其中在国际著名杂志上发表文章53篇(SCI 影响因子1.0以上共有30篇)。SCI收录53篇;EI收录169篇;总计他引1085次,其中国际他引共481次,包括 SCI他引194次,SCOPUS数据库他引287次,CNKI 数据库他引604次。本项目多次被国家自然科学基金会评优。
技术转让、合同、入股均可,具体资金双方协商,希望尽快落地实现产业化。