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
2015-06-13张建伟郭孔辉
吉林大学学报(工学版) 2015年3期
关键词:系统
张 虎,张建伟,郭孔辉,李 洋
(吉林大学 汽车仿真与控制国家重点实验室,长春130022)
0 引 言
电动助力转向系统(Electric power steering,EPS)以其高效、节能和安装方便等优点正逐渐取代液压助力转向系统成为汽车动力转向系统的发展趋势。EPS 的助力电机主要有直流有刷电机、直流无刷电机、永磁同步电机和感应电机。相比于其他几种助力电机,永磁同步电机以其高能量密度、高转矩惯量比、高可靠性和转矩脉动小等优点越来越多地应用到EPS 中[1]。
目前常用的EPS 用永磁同步电机电流控制策略为基于矢量控制的同步坐标系下的PI 控制。但是矢量控制仅实现了dq 轴电流的静态解耦,动态过程中交叉耦合项的存在会影响电流跟踪性能。为此,文献[2-3]提出了前馈解耦、反馈解耦、内模解耦和逆系统解耦等各种解耦方法来提高电流动态性能。此外,传统PI 电流控制调节时间长且容易超调,很难兼顾EPS 系统对电流响应的快速性和稳定性的要求。
除传统的PI 电流控制外,滞环控制、无差拍控制等方法也被广泛应用于永磁同步电机电流环的控制。滞环控制响应迅速且对电机参数不敏感[4],但其控制的电流波纹大且开关频率不定,不适用于EPS 系统。无差拍电流控制能够在有限拍时间内无差跟踪目标电流值,响应快速且无超调,但其控制性能依赖于精确的电机模型,另外,与其他控制方法一样,其稳定性受控制延迟的影响,因此在实际应用中应对无差拍控制进行改进。针对控制延时问题,文献[5-6]提出将延时放到电机模型中并对电机电流进行向前一步预测的方法消除系统延时对稳定性的影响。……
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