[发明专利]混合动力车开关磁阻BSG无位置传感器控制系统及方法

说明书

本发明公开一种混合动力车开关磁阻BSG无位置传感器控制系统及方法，对相电流i₁、转子角度θ_t以及磁链ψ_t数据平均分为预测样本数据和训练样本数据，将训练样本为最小二乘支持向量机的输入样本，得到最小二乘支持向量机预测模型；采用蚁群算法对模型中的正规化参数γ与径向基核函数的宽度σ进行优化，得到最终模型；采集BSG的瞬时电流i_s0，通过除噪模块处理输出电流i_st和磁链为ψ_st，将电流i_st和磁链ψ_st代入最终模型中得到预测位置角θ_st对BSG实现无位置传感器转速控制；采用有限元分析和基于改进蚁群最小二乘支持向量机方法来达到无位置控制的目的，提高控制的稳定性。

技术领域

本发明涉及混合动力车用的带式驱动启动发电机(以下简称为BSG)系统，具体是该BSG系统的无位置传感器控制系统及方法，适用于对BSG系统的高性能控制，属于BSG混合动力控制领域。

背景技术

混合动力汽车具有节能和排放的优越性。BSG是一种具备怠速停机和启动功能的混合动力技术，其采用皮带传动方式进行动力混合，可降低车辆怠速工作时油耗与排放。当汽车正常行驶时，BSG与传统的发电机工作原理相同，由发动机带动发电，给电池充电；当汽车停车时BSG可使发动机暂停工作；当车辆再次起步时，BSG系统快速地启动发动机，消除了发动机在怠速工作时的油耗、排放与噪声。通过BSG技术使汽车行在驶过程中即起即停，同时还可实现制动能量回收，不仅降低车辆燃油消耗，而且提升车辆的排放水平。

为了控制混合动力汽车开关磁阻BSG开通角和关断角，准确确定转子的位置是很重要的。为了确定转子的位置，在传统的控制系统中一般使用电磁传感器或光学传感器，但是这些传感器会增加电机机械尺寸，其次传感器还会降低系统的安全性能，同时会产生噪声；就传感器本身而言，其敏感度随温度的变化而有较大的变化，使得电机控制的稳定性下降。为了提高控制的稳定性，需要使用无传感器的速度和位置控制。

发明内容

本发明目的是为了准确确定现有混合动力车用的开关磁阻BSG转子的位置而提出一种高性能的无位置传感器控制系统及其控制方法。

本发明所述的混合动力车开关磁阻BSG无位置传感器控制系统采用的技术方案是：由控制模块、功率变换模块、信号测量模块、除噪模块、预测模块以及转速测量模块组成；

所述的除噪模块输入的是采集的BSG的瞬时电流i_s0和反馈相电压v_s0、输出的是磁链ψ_st和电流i_st，除噪模块的输出端分别连接预测模块和控制模块，预测模块的输出端连接控制模块；

所述的预测模块输入的是磁链ψ_st、电流i_st和BSG的相电流i₁、输出的是预测位置角θ_st；

采用转速测量模块测量BSG的瞬时转速n，将瞬时转速n与参考速度n_ref相比较得到转速误差Δe；

所述的控制模块输入的是转速误差Δe、转子预测位置角θ_st和电流i_st，控制模块输出的是电压信号V，电压信号V经功率变换模块输出控制电压V_s，功率变换模块的输出端分别连接BSG和信号测量模块，信号测量模块检测到所述的反馈相电压v_s0。

进一步地，所述预测模块由仿真模块、数据处理模块、最小二乘支持向量机模型和蚁群算法优化模块组成；

所述的仿真模块对BSG进行有限元仿真建模，得到相电流i₁、磁链ψ₁和转子角度θ₁；