[发明专利]消除轮毂电机转矩脉动的控制绕组补偿电流快速整定方法

权利要求书

1.消除轮毂电机转矩脉动的控制绕组补偿电流快速整定方法，通过轮毂电机谐波转矩补偿系统进行控制，轮毂电机谐波转矩补偿系统包括控制绕组、测速编码器、扭矩传感器、信号采集电路、核心控制单元和驱动电路，其中，轮毂电机为具有内定子的外转子永磁同步电机，控制绕组设置于内定子上，驱动电路具有驱动桥臂，驱动桥臂与控制绕组串联，测速编码器或扭矩传感器与轮毂电机外转子联轴，信号采集电路与测速编码器相连，驱动电路与核心控制单元相连，其特征在于，所述控制绕组补偿电流快速整定方法包括以下步骤：

步骤S1，采集转矩信号：由测速编码器测得电机瞬时转速，核心控制单元计算得到轮毂电机的输出电磁转矩，或者，通过扭矩传感器直接测得输出转矩，核心控制单元接收转矩信号；

步骤S2，提取转矩谐波：使用FFT快速傅里叶变换法对电机转矩进行分析，按频率抽取转矩中的谐波成分，并标定其频率、幅值和相位；

步骤S3，整定电流频率和相位：基于电机电磁原理与控制绕组结构，根据转矩谐波中的频率和相位特征，精确计算得到补偿电流的频率和相位；

步骤S4，整定电流幅值：以转矩中特定频率的谐波幅值为控制对象，采用二次曲线拟合的电流幅值自适应迭代法，以跟踪真实的转矩-电流曲线，并实现快速削弱转矩幅值的效果，削弱后持续跟踪目标转矩，对电流幅值进行微调，使目标谐波转矩幅值趋向于0；

步骤S5，输出补偿电流：核心控制单元根据整定获得的补偿电流频率、相位和幅值，由电流闭环以补偿电流期望值作为输入量，以信号采集电路采集的控制绕组的实时电流为闭环控制信号，输出PWM驱动信号给驱动桥臂，对控制绕组的补偿电流进行闭环控制。

2.根据权利要求1所述的消除轮毂电机转矩脉动的控制绕组补偿电流快速整定方法，其特征在于，所述步骤S1中核心控制单元计算得到轮毂电机输出电磁转矩的计算公式为：

其中，ω为电机机械转速，J为转动惯量，B为摩擦系数，T_L为负载扭矩。

3.根据权利要求1所述的消除轮毂电机转矩脉动的控制绕组补偿电流快速整定方法，其特征在于，所述步骤S2中快速傅里叶变换后，仅对除0阶有效电磁转矩之外的，且阶次低于10次的转矩谐波的频率、幅值和相位特征进行标定。

4.根据权利要求1所述的消除轮毂电机转矩脉动的控制绕组补偿电流快速整定方法，其特征在于，所述步骤S3中控制绕组补偿电流特征参数的计算公式为：

其中n，A_n，θ_n为所述步骤S2中快速傅里叶变换获得的n阶谐波的阶次、幅值和相位，k，I_k，θ_k分别为补偿电流的阶次、幅值和相位，则电流随时间t的变化规律可表示为

I＝I_kcos(kpωt+θ_k) (3)

其中p为电机极对数。