[发明专利]一种基于最小二乘法的电机扭矩能力计算方法

说明书

本发明公开了一种基于最小二乘法的电机扭矩能力计算方法，该方法通过建立电机输出功率和输出扭矩的二次多项式，利用最小二乘法和查表法得到不同电机电压、电机温度下的不同电机特性参数对应的项系数，从而得到电机在实际工作中，不同电机温度和不同电机电压下的最大驱动扭矩和最大充电扭矩，并对上述结果进行一致性检查和能力限制。本发明实现了对不同工况下电机的特性曲线进行快速拟合，减少了电机扭矩能力的计算时间和成本。

技术领域

本发明涉及电机扭矩计算方法领域，具体涉及一种基于最小二乘法的电机扭矩能力计算方法。

背景技术

随着新能源车型的日益普及，电池作为新能源车型的主要动力来源之一，在保证电池的最佳性能的前提下充分利用电池的能力，实现车辆的驾驶性和动力性成为关键。由于电机在消耗电池的电功率的时候会有能量损耗，而且在不同的转速，不同的电功率，甚至不同的母线电压下能量转换的效率不一样，这给新能源整车控制器在判断此刻动力系统能提供的极限能力上，造成很大的问题，会极大的影响新能源车型的动力性和经济性。现有技术基本使用直接查表法，这种方法的精度极大的占用内存空间,对硬件要求很高，由此带来的成本很高，而有些技术仅考虑转速，功率和扭矩的关系，精度不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于最小二乘法的电机扭矩能力计算方法，以获得不同工况下的电机扭矩输出能力，提高扭矩控制精度。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种技术方案：一种基于最小二乘法的电机扭矩能力计算方法，该方法包括以下步骤：

S1、二次多项式的参数拟合：实际工况下电机系统的输入功率P与输出扭矩T的关系用如下多项式表示：

P＝aT²+bT+c

将电机提供的特性参数按照不同的电压、电机温度进行分类制表，其中特性参数包含电机效率、电机扭矩、电机功率以及电机转速，且特性参数采样与电机特性曲线采样一致；

利用最小二乘法计算出不同电压、电机温度下的每组电机转速、电机功率和电机扭矩对应的项系数a、b、c；

S2、驱动电机扭矩转换系数查表：将某一温度下的多项式项系数设置为三个变量，每个变量通过查表得到，其中查表过程的输入轴设为电机转速以及电机电压，从而得到该温度下所有电机电压下对应的多项式项系数；同理得到所有电机温度下的多项式项系数；通过本步骤建立输入为电机电压和电机温度，输出为项系数的模型；

S3、扭矩能力计算：通过S1中所述多项式得到电机在电池允许的功率范围内，在不同电压和电机温度下所能产生的最大驱动扭矩和最大充电扭矩；

S4、一致性检查：对S3得到的最大驱动扭矩和最大充电扭矩的合理性和一致性进行检查，将最大驱动扭矩、最大充电扭矩分别与0比较，确保最大驱动扭矩大于0，最大充电扭矩小于0；

S5、能力限制：将前述步骤中得到的最大驱动扭矩和最大充电扭矩根据实际电机允许的最大正扭矩、最大负扭矩、最小正扭矩进行限制。

按上述方案，S1中制表所得表格的格式允许MATLAB访问；最小二乘法具体通过MATLAB的最小二乘法命令polyfit实现。

按上述方案，S2中所述查表通过MATLAB的Map查表功能实现。

按上述方案，S3中扭矩能力计算具体采用牛顿迭代法，公式为：

一种基于最小二乘法的电机扭矩能力计算系统，该系统包括：

二次多项式的参数拟合模块，用于将实际工况下电机系统的输入功率P与输出扭矩T的关系用如下多项式表示：

P＝aT²+bT+c