一端接地；電容C4 一端接地，另一端連接于電阻R6、光電耦合器Ul的基極與+3.3V電源的連接點(diǎn)；該施密特觸發(fā)器U2通過端子GND接地，通過端子VCC連接+3.3V電源；電容C5 —端連接+3.3V電源，另一端接地；電容C6 —端連接施密特觸發(fā)器U2的端子Y，另一端接地；電阻R8 —端連接于電容C6與施密特觸發(fā)器U2的端子Y之間的連接點(diǎn)，另一端連接有輸出端子CAP2并通過輸出端子CAP2連接到DSP的速度捕捉口。
[0020]該同步轉(zhuǎn)速計(jì)算單元2 —端連接于給定轉(zhuǎn)速計(jì)算單元3，其是根據(jù)車載踏板傳感器的油門信號(hào)的大小，計(jì)算定子電壓頻率形成的同步轉(zhuǎn)速值；其中，該同步轉(zhuǎn)速計(jì)算單元2是由電阻R9~R17、瞬態(tài)抑制二極管TVSl、運(yùn)算放大器Q2和Q3、電容C7~C9以及接線端子Jl連接組成，該接線端子Jl具有引腳TIA01、引腳VIN和引腳KI ;瞬態(tài)抑制二極管TVSl的陽極端接地，陰極端連接有端子ADCINA4 ;該電阻R9 —端連接瞬態(tài)抑制二極管TVSl的陰極端，另一端連接運(yùn)算放大器Q2的輸出端；運(yùn)算放大器Q2的反相輸入端連接至輸出端，同相輸入端依次通過串接電阻R10、R12連接至運(yùn)算放大器Q3的輸出端；電阻Rll —端接地，另一端連接于電阻RlO與電阻R12的連接點(diǎn)；電容C7并聯(lián)于該電阻Rll兩端；運(yùn)算放大器Q3的電源正極端連接+5V電源，負(fù)極端接地，同相輸入端通過電阻R16連接至接線端子Jl的引腳TIA01，反相輸入端通過電阻R15接地；電阻R17 —端接地，另一端連接于接線端子Jl的引腳TIAOl ;電阻R13 —端連接于運(yùn)算放大器Q3的輸出端，另一端連接電容C8并通過電容CS連接至運(yùn)算放大器Q3的反相輸入端；電阻R14 —端連接運(yùn)算放大器Q3的輸出端，另一端連接運(yùn)算放大器Q3的反相輸入端。
[0021]該給定轉(zhuǎn)速計(jì)算單元3是在不同的同步轉(zhuǎn)速時(shí)，采用分段的方式計(jì)算給定轉(zhuǎn)速(給定轉(zhuǎn)速總是小于同步轉(zhuǎn)速，區(qū)別在于在不同的同步轉(zhuǎn)速時(shí)，給定轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速的變差是不固定的)。
[0022]該給定轉(zhuǎn)速補(bǔ)償單元4 一端連接于速度閉環(huán)控制準(zhǔn)入單元5，另一端連接于轉(zhuǎn)速檢測單元1、同步轉(zhuǎn)速計(jì)算單元2和給定轉(zhuǎn)速計(jì)算單元3的集成體；其中，該給定轉(zhuǎn)速補(bǔ)償單元4是根據(jù)負(fù)載的不同以及電機(jī)在低速、中速以及高速段對電機(jī)速度閉環(huán)控制的給定轉(zhuǎn)速進(jìn)行補(bǔ)償。
[0023]該速度閉環(huán)控制準(zhǔn)入單元5 —端連接于扭矩調(diào)節(jié)單元6，其是對進(jìn)入速度閉環(huán)控制時(shí)設(shè)定一定的準(zhǔn)入條件(包含三個(gè)準(zhǔn)入條件，一是給定轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的偏差必須大于某一數(shù)值；二是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速必須大于某一數(shù)值，以防止在閉環(huán)狀態(tài)中出現(xiàn)電機(jī)堵轉(zhuǎn)或者傳感器器損壞的現(xiàn)象；三是轉(zhuǎn)差率必須大于某一數(shù)值)，提高速度環(huán)的抗干擾性。
[0024]該扭矩調(diào)節(jié)單元6在閉環(huán)控制單元中，調(diào)節(jié)輸出扭矩以適應(yīng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化，保證轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和定子電流能夠跟隨給定轉(zhuǎn)速和負(fù)載輕重的變化而變化；其中，該扭矩調(diào)節(jié)單元6接收速度閉環(huán)控制準(zhǔn)入單元5的信號(hào)，根據(jù)給定轉(zhuǎn)速和實(shí)際轉(zhuǎn)速的差距(如果轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大于給定轉(zhuǎn)速并且兩者的偏差大于某一數(shù)值時(shí)就減小扭矩，如果轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速小于給定轉(zhuǎn)速并且兩者的偏差大于某一數(shù)值時(shí)就增加扭矩)，在閉環(huán)控制程序中調(diào)節(jié)定子電壓，從而調(diào)節(jié)扭矩，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速跟蹤給定轉(zhuǎn)速。
[0025]本實(shí)用新型的工作原理:
[0026]控制中斷周期中，檢測油門信號(hào)，根據(jù)油門信號(hào)的大小來擬合實(shí)際給定的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，同時(shí)根據(jù)擬合值計(jì)算同步轉(zhuǎn)速和給定轉(zhuǎn)速，判斷是否進(jìn)行轉(zhuǎn)速閉環(huán)程序，如果進(jìn)入轉(zhuǎn)速閉環(huán)程序，那么此時(shí)判斷轉(zhuǎn)子實(shí)際轉(zhuǎn)速與給定轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，如果實(shí)際轉(zhuǎn)速大于給定轉(zhuǎn)速，那么就減小轉(zhuǎn)矩，并再次判斷是否進(jìn)入轉(zhuǎn)速閉環(huán)程序，重復(fù)上述過程，如果實(shí)際轉(zhuǎn)速小于給定轉(zhuǎn)速，那么就增大轉(zhuǎn)矩，并再次判斷是否進(jìn)入轉(zhuǎn)速閉環(huán)程序，重復(fù)上述過程；如果沒有進(jìn)入轉(zhuǎn)速閉環(huán)程序，那么此時(shí)再次檢測油門信號(hào)，重復(fù)上述過程。
[0027]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單、合理，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，抗干擾性強(qiáng)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，能夠滿足電機(jī)速度閉環(huán)控制的要求，適于推廣與應(yīng)用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電動(dòng)車用電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)速檢測單元、同步轉(zhuǎn)速計(jì)算單元、給定轉(zhuǎn)速計(jì)算單元、給定轉(zhuǎn)速補(bǔ)償單元、速度閉環(huán)控制準(zhǔn)入單元以及扭矩調(diào)節(jié)單元； 所述的轉(zhuǎn)速檢測單元、同步轉(zhuǎn)速計(jì)算單元和給定轉(zhuǎn)速計(jì)算單元集成為一體，所述同步轉(zhuǎn)速計(jì)算單元的兩端分別連接所述的轉(zhuǎn)速檢測單元和同步轉(zhuǎn)速計(jì)算單元； 所述轉(zhuǎn)速檢測單元用于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的檢測并濾波，包括有轉(zhuǎn)速信號(hào)預(yù)處理電路，所述轉(zhuǎn)速信號(hào)預(yù)處理電路是由電阻R1~R8、電容C1~C6、共模抑制電感T、電壓比較器Q1、光電耦合器Ul和施密特觸發(fā)器U2連接組成； 所述同步轉(zhuǎn)速計(jì)算單元是由電阻R9~R17、瞬態(tài)抑制二極管TVS1、運(yùn)算放大器Q2和Q3、電容C7~C9以及接線端子Jl連接組成；所述接線端子Jl具有引腳TIAOUWP VIN和引腳KI ； 所述給定轉(zhuǎn)速補(bǔ)償單元一端連接于所述速度閉環(huán)控制準(zhǔn)入單元，另一端連接于所述轉(zhuǎn)速檢測單元、同步轉(zhuǎn)速計(jì)算單元和給定轉(zhuǎn)速計(jì)算單元的集成體； 所述速度閉環(huán)控制準(zhǔn)入單元一端連接于所述扭矩調(diào)節(jié)單元。2.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車用電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于:所述電阻Rl 一端連接+12V電源，另一端通過所述電阻R2連接所述共模抑制電感T其中一個(gè)輸入端，所述電阻Rl與R2的連接點(diǎn)還連接有端子BMB并通過所述端子BMB連接在電機(jī)的正交編碼器的轉(zhuǎn)速脈沖輸出端；所述電容Cl并聯(lián)于所述共模抑制電感T的兩個(gè)輸入端之間且一端還接地；所述電容C2并聯(lián)于所述共模抑制電感T的兩個(gè)輸出端之間且一端還接地；所述電壓比較器Ql的電源正極端連接+12V電源，電源負(fù)極端接地，同相輸入端連接所述共模抑制電感T其中一個(gè)輸出端，反相輸入端連接所述電阻R3并通過所述電阻R3連接+6V電源；所述電阻R4—端連接+12V電源，另一端連接所述電壓比較器Ql的輸出端；所述光電耦合器Ul的陰極端接地，陽極端通過所述電阻R5連接至所述電壓比較器Ql的輸出端，基極連接+3.3V電源，發(fā)射極接地，集電極通過所述電阻R7連接至所述施密特觸發(fā)器U2的端口 A ;所述電阻R6 —端連接+3.3V電源，另一端連接所述光電耦合器Ul的集電極；所述電容C3 —端連接于所述光電耦合器Ul的集電極與所述電阻R6、R7的連接點(diǎn)，另一端接地；所述電容C4 一端接地，另一端連接于所述電阻R6、光電耦合器Ul的基極與+3.3V電源的連接點(diǎn)；所述施密特觸發(fā)器U2通過端子GND接地，通過端子VCC連接+3.3V電源；所述電容C5 —端連接+3.3V電源，另一端接地；所述電容C6 —端連接所述施密特觸發(fā)器U2的端子Y，另一端接地；所述電阻R8 —端連接于所述電容C6與施密特觸發(fā)器U2的端子Y之間的連接點(diǎn)，另一端連接有輸出端子CAP2并通過所述輸出端子CAP2連接到DSP的速度捕捉口。3.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車用電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于:所述瞬態(tài)抑制二極管TVSl的陽極端接地，陰極端連接有端子ADCINA4 ;所述電阻R9 —端連接所述瞬態(tài)抑制二極管TVSl的陰極端，另一端連接所述運(yùn)算放大器Q2的輸出端；所述運(yùn)算放大器Q2的反相輸入端連接至輸出端，同相輸入端依次通過串接所述電阻R10、R12連接至所述運(yùn)算放大器Q3的輸出端；所述電阻Rll —端接地，另一端連接于所述電阻RlO與電阻R12的連接點(diǎn)；所述電容C7并聯(lián)于所述電阻Rll兩端；所述運(yùn)算放大器Q3的電源正極端連接+5V電源，負(fù)極端接地，同相輸入端通過所述電阻R16連接至所述接線端子Jl的引腳TIA01，反相輸入端通過所述電阻R15接地；所述電阻R17 —端接地，另一端連接于所述接線端子Jl的引腳TIAOl ;所述電阻R13 —端連接于所述運(yùn)算放大器Q3的輸出端，另一端連接所述電容CS并通過所述電容CS連接至所述運(yùn)算放大器Q3的反相輸入端；所述電阻R14 —端連接所述運(yùn)算放大器Q3的輸出端，另一端連接所述運(yùn)算放大器Q3的反相輸入端。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)車用電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng)，其包括轉(zhuǎn)速檢測單元、同步轉(zhuǎn)速計(jì)算單元、給定轉(zhuǎn)速計(jì)算單元、給定轉(zhuǎn)速補(bǔ)償單元、速度閉環(huán)控制準(zhǔn)入單元以及扭矩調(diào)節(jié)單元；轉(zhuǎn)速檢測單元、同步轉(zhuǎn)速計(jì)算單元和給定轉(zhuǎn)速計(jì)算單元集成為一體；轉(zhuǎn)速檢測單元一端連接于同步轉(zhuǎn)速計(jì)算單元；同步轉(zhuǎn)速計(jì)算單元一端連接于給定轉(zhuǎn)速計(jì)算單元；給定轉(zhuǎn)速補(bǔ)償單元一端連接于速度閉環(huán)控制準(zhǔn)入單元，另一端連接于轉(zhuǎn)速檢測單元、同步轉(zhuǎn)速計(jì)算單元和給定轉(zhuǎn)速計(jì)算單元的集成體；速度閉環(huán)控制準(zhǔn)入單元一端連接于扭矩調(diào)節(jié)單元。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單、合理，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，抗干擾性強(qiáng)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快,能夠滿足電機(jī)速度閉環(huán)控制要求，適于推廣與應(yīng)用。
【IPC分類】H02P6/06
【公開號(hào)】CN204681275
【申請?zhí)枴緾N201520432819
【發(fā)明人】梅建偉, 周海鷹, 劉杰, 畢棟, 魏海波
【申請人】湖北汽車工業(yè)學(xué)院
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月23日