全纯电动客车市场共生产万辆开题.pdfVIP

2016全年纯电动客车市场共生产11.57万辆

随着人们对于驾驶良好体验需求的提升，助力转向的需求和要求也日益提高，所以助力

转向控制系统也成为了一个研究热点。电动助力转向（ElectricHydraulicPowerSteering,

即EHPS）借助其转向轻便、可输出良好的变助力特性等优势应用广泛，尤其在电动客车这

种车身重，需要大的转向助力的车身系统中，目前，宇通和银隆等纯电动客车的转向系统均

为EHPS。而伴随着EHPS的推广，如何提升助力转向系统性能、增强驾驶员的“路感”、提

升系统安全性以及降低能耗已经成为了人们关注的问题。而电机作为EHPS的动力输出组件，

其通过转子旋转带动活塞改变缸中的差从而产生不同的转向助力，所以电机调

速性能的优劣直接影响到助力转向系统动态响应速度和稳定性。

中高速方法适用于电机运行在中、高速范围内进行转子位置和速度的估计。转子位置和

速度的获得主要依靠电机基波激励模型中和转速相关的量，比如反电动势等。一般情况下，

基于基波激励的电机模型对模型做出如下假设：电机的三相绕组对称，绕组产生的磁动势沿

气隙圆周按正弦规律分布；只考虑电机气隙基波磁场的作用；忽略磁路饱和、磁滞和涡流；

忽略绕组的集肤效应等。

上面提到的方法都是基于电机基波激励模型，利用与转速有关的变量反电势进行转子位

置和速度估计。在实际应用中，还需要考虑逆变器非线性补偿等非理想因素。在低速工况下，

此类方法对电机参数的敏感性更高，且由于反电势较小，信噪比较低，难以通过反电势获取

准确的估算位置。而在零速工况下，由于电机本身是不可测的，所以基于电机基波激励模型

的方法是无效的。因此，实现低速甚至零速的准确的位置估计方法策略逐渐被学者们提出。

在电机低速甚至零速工况下，无速度传感器控制策略主要是基于电机本身的凸极特性或

利用定子铁芯的非线性饱和特性。目前主要使用的方法有高频脉冲电压注入法和高频信号旋

基于高频信号注入的方法随着转速的提升会带来高频噪声的影响，且在高速段的估计效

果不理想。此外转速开环的方法由于其简单可靠的特性也被用于电机启动时低速区的控制，

比如开环VF运行控制和IF运行控制，相比于VF控制开环起动，IF控制实际处于电流闭环

的工作模式下，保证在不同负载下都能顺利起动，鲁棒性强，并且更容易实现与无速度传感

器控制的切换，不像VF起动切换到无位置观测器控制时，需要同时起动电流环和转速环，

易导致切换失败。

此外，随着智能控制理论的发展，将神经网络、深度学习、模糊控制以及遗传算法等与

上述算法结合使用也逐渐被应用在无速度传感器控制策略当中，这些智能控制算法对于永磁

同步电机这样的非线性多耦合系统处理能力较为高效，虽然目前这些理论在实际应用当中还

不太成熟，但随着一代又一代的努力，其必将在永磁同步电机无速度传感器控制系统中扮演

一个极为重要的角色

实验部分

首先要验证算法的可行性，也就是说在有转向需求时，电机能否及时响应提供助力，能

够满足助力转向系统低速轻便高速有“路感”的要求。其次，与传统的有传感器矢量控制算

法下的助力特性曲线进行对比，分析它们在系统输入下的响应时间、超调量以及稳态和动态

的跟随性等。

1、为什么进行初始位置判断

永磁同步电机无速度矢量控制系统中，主要分为两部分：第一部分为启动过程，即在零速时，

首先需要根据此时转子N极所指向的位置进行初始位置估计，并根据初始位置进行零速启

部分为非零速控制，即低速控制，此部分进行速度或者位置闭环，采用矢量控制方式，需要

根据转子N极所指向位置进行坐标变换，因此转子位置估计精度将直接影响矢量控制性能，

如果转子位置估计精度低，将降低电机输出转矩，增加转速脉动，电流谐波增大，甚至烧毁

控制器。

2、为什么高频信号注入法不适用高速

高频信号注入法注入的信号频率受到系统开关频率的限制不能无限提高，因为电机运行速度

越高时，基波频段与高频信号频段越接近，提取信息越。另外，额外信号的注入和电机

控制目标往往是一对一一注入信号幅值越高，越有利于提取位置信息，但同时造成更大

的扰动，不利于电机控制。

3、为什么高速算法不适用于低速

由于零低速下，反电动势较小，信噪比较低，难以通过反电势获取准确的估算位置。而在零

速工况下，由于电机本身是不可测的，所