东方马达电机在电动助力转向系统的应用

东方马达电机在电动助力转向系统的应用
目前国外主流EPS供应商都相继推出了各自永磁同步东方马达电机EPS产品。但由于国内汽车电子技术发展相对滞后,自主EPS产品仍以直流东方马达电机EPS为主且大多配套于国产小型乘用车,因此开发具有自主知识产权永磁同步东方马达电机EPS系统对于拓宽自主EPS产品应用范围打破国外厂商市场垄断地位具有重要意义。

东方马达电机在电动助力转向系统的应用
作为一种车载力矩伺服系统,EPS对助力东方马达电机转矩响应性能有着较高要求:一方面要求助力东方马达电机在各种转向工况下输出助力转矩都能够快速、准确地跟踪目标转矩,无转向迟滞感;另一方面要求东方马达电机输出转矩平滑、波动小,以保证良好驾驶舒适性。为满足上述要求,主要从永磁同步东方马达电机转矩控制策略、矢量控制下预测电流控制、弱磁控制和转向盘力矩波动YZ等方面对永磁同步东方马达电机EPS系统力矩控制进行了相关研究。具体研究内容如下:(1)永磁同步东方马达电机数学模型及其转矩控制策略首先介绍了不同坐标系下永磁同步东方马达电机数学模型,并阐述了永磁同步东方马达电机矢量控制和直接转矩控制原理及实现方法。然后,结合EPS系统对助力东方马达电机输出转矩性能要求,对比两种转矩控制策略特点,选取了力矩控制精度更高矢量控制作为EPS系统转矩控制策略。Z后,分析了矢量控制下逆变器非线性对永磁同步东方马达电机转矩控制性能影响,并采用一种在线补偿方法对逆变器非线性进行了补偿。(2)EPS用永磁同步东方马达电机预测电流控制算法矢量控制下,永磁同步东方马达电机转矩控制就转化为对同步坐标系下两轴电流控制。稳定快速电流跟踪性能是EPS力矩控制基础。相较于其他控制算法,预测电流控制以其优异动态响应性能和较低电流纹波,正越来越多地应用到永磁同步东方马达电机控制中。但传统预测电流控制性能易受东方马达电机参数变化影响,鲁棒性较差。为此首先对传统预测电流控制进行了参数敏感性分析,在此基础上提出了一种自适应鲁棒预测电流控制算法。

东方马达电机在电动助力转向系统的应用
该算法采用龙伯格观测器预测东方马达电机电流,通过调整观测器增益提高系统稳定裕度;同时采用扰动观测器实时估计系统扰动,以提高电流预测精度和控制精度,实验结果表明该算法可以在不明显降低预测电流控制无差拍性能前提下提高系统鲁棒性能。为后续弱磁控制和转向盘力矩波动YZ奠定了良好基础。