本發(fā)明涉及電動汽車技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種永磁同步電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)的獲取方法、裝置及電動汽車。

背景技術(shù)：

純電動汽車通過電機(jī)驅(qū)動車輪來實(shí)現(xiàn)車輛行駛，電機(jī)驅(qū)動及控制作為純電動汽車的核心對整車性能影響重大，為此成為國內(nèi)外各大純電動汽車廠商研究的重點(diǎn)。隨著永磁材料、電力電子技術(shù)、控制理論、電機(jī)制造以及信號處理硬件的發(fā)展，永磁同步電機(jī)(PMSM，Permanent Magnet Synchronous Motor)得到了普遍應(yīng)用，永磁同步電動機(jī)在結(jié)構(gòu)上采用高能永磁體作為轉(zhuǎn)子，具有體積小、無勵磁損耗、功率密度高等優(yōu)點(diǎn)，目前成為純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的主流方案。

在純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對電機(jī)準(zhǔn)確、有效及可靠的控制是車輛穩(wěn)定運(yùn)行、保證駕駛員駕駛感受的前提之一。純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們往往使用一些高級的復(fù)雜算法來實(shí)現(xiàn)對永磁同步電機(jī)的精準(zhǔn)控制，如最大轉(zhuǎn)矩電流比控制、最大轉(zhuǎn)矩電壓比控制等，以上控制方法均依賴于電機(jī)參數(shù)的準(zhǔn)確獲取，而永磁同步電機(jī)的直軸電感、交軸電感會由于磁路飽和的原因而變化，電機(jī)磁鏈與定子電阻會因溫度的變化而變化，為了有效的執(zhí)行以上復(fù)雜的永磁同步電機(jī)控制算法、精準(zhǔn)地完成控制，準(zhǔn)確的獲取永磁同步電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)尤為重要。

在現(xiàn)有實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)環(huán)境條件及電機(jī)工作狀態(tài)一般通過查表方式實(shí)時獲取電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)信息，并用于控制。但表格的精度與表格的大小強(qiáng)相關(guān)，若要精確地獲得一定狀態(tài)下電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)，則需將表格做大做細(xì)，但這樣一來將會在實(shí)際控制過程中極大的增加對控制器RAM空間的消耗，若RAM空間緊張則需要重新修剪表格，這樣一來必然會降低通過查表所獲得的電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)的精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種永磁同步電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)的獲取方法、裝置及電動汽車，從而可以解決現(xiàn)有通過查表方式來獲得精確的電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)時，消耗控制器RAM空間，使控制器RAM空間緊張的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供一種永磁同步電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)的獲取方法，所述關(guān)鍵參數(shù)包括：定子電阻、電機(jī)磁鏈、直軸電感和交軸電感，應(yīng)用于電動汽車，包括：

獲取永磁同步電機(jī)當(dāng)前的電機(jī)溫度T₀、直軸電流i_d0以及交軸電流i_q0；

將所述電機(jī)溫度T₀、所述直軸電流i_d0以及所述交軸電流i_q0作為輸入，分別通過三個各自獨(dú)立的、預(yù)先創(chuàng)建的徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對應(yīng)得到所述永磁同步電機(jī)當(dāng)前的電機(jī)磁鏈ψ_s0、直軸電感L_d0以及交軸電感L_q0。

其中，所述方法還包括：

根據(jù)所述電機(jī)溫度T₀以及預(yù)先記錄的電機(jī)溫度T與定子電阻R_s之間的第一對應(yīng)關(guān)系，獲取當(dāng)前所述永磁同步電機(jī)的定子電阻值R_s0。

其中，所述獲取永磁同步電機(jī)當(dāng)前的電機(jī)溫度T₀、直軸電流i_d0以及交軸電流i_q0的步驟之前，所述方法還包括：

獲取所述永磁同步電機(jī)的電機(jī)狀態(tài)參數(shù)的試驗(yàn)樣本數(shù)據(jù)，所述電機(jī)狀態(tài)參數(shù)包括：直軸電壓U_d、交軸電壓U_q、直軸電流i_d、交軸電流i_q、電機(jī)溫度T、電機(jī)扭矩T_e和電機(jī)轉(zhuǎn)速ω；

對所述試驗(yàn)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)設(shè)算法處理，得到所述永磁同步電機(jī)的直軸電流i_d、交軸電流i_q以及電機(jī)溫度T與關(guān)鍵參數(shù)的第二對應(yīng)關(guān)系；

根據(jù)所述第二對應(yīng)關(guān)系，分別創(chuàng)建第一徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、第二徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和第三徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

其中，所述第一徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、第二徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和第三徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入矢量均為直軸電流i_d、交軸電流i_q以及電機(jī)溫度T；所述第一徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出矢量為電機(jī)磁鏈ψ_s，所述第二徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出矢量為直軸電感L_d，所述第三徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出矢量為交軸電感L_q。

其中，所述對所述試驗(yàn)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)設(shè)算法處理，得到所述永磁同步電機(jī)的直軸電流i_d、交軸電流i_q以及電機(jī)溫度T與關(guān)鍵參數(shù)的第二對應(yīng)關(guān)系的步驟包括：

將直軸電壓U_d、交軸電壓U_q、直軸電流i_d、交軸電流i_q、電機(jī)扭矩T_e和電機(jī)轉(zhuǎn)速ω分別代入公式：

U_d＝R_si_d-ωL_qi_q、U_q＝R_si_q+ωL_di_d+ωψ_s和得到所述永磁同步電機(jī)的直軸電流i_d、交軸電流i_q以及電機(jī)溫度T與關(guān)鍵參數(shù)的第二對應(yīng)關(guān)系[i_d i_q T R_s L_d L_q ψ_s]；

其中，n_p為所述永磁同步電機(jī)的極對數(shù)，R_s根據(jù)預(yù)先記錄的電機(jī)溫度T與定子電阻R_s之間的第一對應(yīng)關(guān)系得到。

其中，根據(jù)所述第二對應(yīng)關(guān)系，創(chuàng)建第一徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的步驟包括：

根據(jù)建立第一初始徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，

x為輸入矢量，x＝[i_d i_q T]^T；

為電機(jī)磁鏈ψ_s的網(wǎng)絡(luò)輸出；

為第一權(quán)重；l為隱層神經(jīng)元數(shù)量，l＝7；

為第一中心矢量；

為輸入矢量到第一中心矢量的距離；φ為徑向基函數(shù)；

根據(jù)所述第二對應(yīng)關(guān)系中的[i_d i_q T ψ_s]，對所述第一初始徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到第一徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

其中，根據(jù)所述第二對應(yīng)關(guān)系，創(chuàng)建第二徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的步驟包括：

根據(jù)建立第二初始徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，

x為輸入矢量，x＝[i_d i_q T]^T；

為直軸電感L_d的網(wǎng)絡(luò)輸出；

為第二權(quán)重；l為隱層神經(jīng)元數(shù)量，l＝7；

為第二中心矢量；

為輸入矢量到第二中心矢量的距離；φ為徑向基函數(shù)；

根據(jù)所述第二對應(yīng)關(guān)系中的[i_d i_q T L_d]，對所述第二初始徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到第二徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

其中，根據(jù)所述第二對應(yīng)關(guān)系，創(chuàng)建第三徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的步驟包括：

根據(jù)建立第三初始徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，x為輸入矢量，x＝[i_d i_q T]^T；為交軸電感L_q的網(wǎng)絡(luò)輸出；為第三權(quán)重；l為隱層神經(jīng)元數(shù)量，l＝7；為第三中心矢量；為輸入矢量到第三中心矢量的距離；φ為徑向基函數(shù)；

根據(jù)所述第二對應(yīng)關(guān)系中的[i_d i_q T L_q]，對所述第三初始徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到第三徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種永磁同步電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)的獲取裝置，包括：

第一獲取模塊，用于獲取永磁同步電機(jī)當(dāng)前的電機(jī)溫度T₀、直軸電流i_d0以及交軸電流i_q0；

第二獲取模塊，用于將所述電機(jī)溫度T₀、所述直軸電流i_d0以及所述交軸電流i_q0作為輸入，分別通過三個各自獨(dú)立的、預(yù)先創(chuàng)建的徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對應(yīng)得到所述永磁同步電機(jī)當(dāng)前的電機(jī)磁鏈ψ_s0、直軸電感L_d0以及交軸電感L_q0。

其中，所述獲取裝置還包括：

第三獲取模塊，用于根據(jù)所述電機(jī)溫度T₀以及預(yù)先記錄的電機(jī)溫度T與定子電阻R_s之間的第一對應(yīng)關(guān)系，獲取當(dāng)前所述永磁同步電機(jī)的定子電阻值R_s0。

其中，所述獲取裝置還包括：

第四獲取模塊，用于在獲取永磁同步電機(jī)當(dāng)前的電機(jī)溫度T₀、直軸電流i_d0以及交軸電流i_q0之前，獲取所述永磁同步電機(jī)的電機(jī)狀態(tài)參數(shù)的試驗(yàn)樣本數(shù)據(jù)，所述電機(jī)狀態(tài)參數(shù)包括：直軸電壓U_d、交軸電壓U_q、直軸電流i_d、交軸電流i_q、電機(jī)溫度T、電機(jī)扭矩T_e和電機(jī)轉(zhuǎn)速ω；

處理模塊，用于對所述試驗(yàn)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)設(shè)算法處理，得到所述永磁同步電機(jī)的直軸電流i_d、交軸電流i_q以及電機(jī)溫度T與關(guān)鍵參數(shù)的第二對應(yīng)關(guān)系；

網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建模塊，用于根據(jù)所述第二對應(yīng)關(guān)系，分別創(chuàng)建第一徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、第二徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和第三徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

其中，所述第一徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、第二徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和第三徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入矢量均為直軸電流i_d、交軸電流i_q以及電機(jī)溫度T；所述第一徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出矢量為電機(jī)磁鏈ψ_s，所述第二徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出矢量為直軸電感L_d，所述第三徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出矢量為交軸電感L_q。

其中，所述處理模塊包括：

計(jì)算處理子模塊，用于將直軸電壓U_d、交軸電壓U_q、直軸電流i_d、交軸電流i_q、電機(jī)扭矩T_e和電機(jī)轉(zhuǎn)速ω分別代入公式：

U_d＝R_si_d-ωL_qi_q、U_q＝R_si_q+ωL_di_d+ωψ_s和得到所述永磁同步電機(jī)的直軸電流i_d、交軸電流i_q以及電機(jī)溫度T與關(guān)鍵參數(shù)的第二對應(yīng)關(guān)系[i_d i_q T R_s L_d L_q ψ_s]；

其中，n_p為所述永磁同步電機(jī)的極對數(shù)，R_s根據(jù)預(yù)先記錄的電機(jī)溫度T與定子電阻R_s之間的第一對應(yīng)關(guān)系得到。

其中，所述網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建模塊包括：

第一網(wǎng)絡(luò)初建子模塊，用于根據(jù)建立第一初始徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，

x為輸入矢量，x＝[i_d i_q T]^T；

為電機(jī)磁鏈ψ_s的網(wǎng)絡(luò)輸出；

為第一權(quán)重；l為隱層神經(jīng)元數(shù)量，l＝7；

為第一中心矢量；

為輸入矢量到第一中心矢量的距離；φ為徑向基函數(shù)；

第一網(wǎng)絡(luò)獲取子模塊，用于根據(jù)所述第二對應(yīng)關(guān)系中的[i_d i_q T ψ_s]，對所述第一初始徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到第一徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

其中，所述網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建模塊包括：

第二網(wǎng)絡(luò)初建子模塊，用于根據(jù)建立第二初始徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，

x為輸入矢量，x＝[i_d i_q T]^T；

為直軸電感L_d的網(wǎng)絡(luò)輸出；

為第二權(quán)重；l為隱層神經(jīng)元數(shù)量，l＝7；

為第二中心矢量；

為輸入矢量到第二中心矢量的距離；φ為徑向基函數(shù)；

第二網(wǎng)絡(luò)獲取子模塊，用于根據(jù)所述第二對應(yīng)關(guān)系中的[i_d i_q T L_d]，對所述第二初始徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到第二徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

其中，所述網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建模塊包括：

第三網(wǎng)絡(luò)初建子模塊，用于根據(jù)建立第三初始徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，x為輸入矢量，x＝[i_d i_q T]^T；為交軸電感L_q的網(wǎng)絡(luò)輸出；為第三權(quán)重；l為隱層神經(jīng)元數(shù)量，l＝7；為第三中心矢量；為輸入矢量到第三中心矢量的距離；φ為徑向基函數(shù)；

第三網(wǎng)絡(luò)獲取子模塊，用于根據(jù)所述第二對應(yīng)關(guān)系中的[i_d i_q T L_q]，對所述第三初始徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到第三徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種電動汽車，包括如上述所述的永磁同步電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)的獲取裝置。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：

本發(fā)明實(shí)施例的上述方案中，根據(jù)永磁同步電機(jī)當(dāng)前的電機(jī)溫度、直軸電流以及交軸電流，通過預(yù)先創(chuàng)建的徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，便可獲得永磁同步電機(jī)準(zhǔn)確的關(guān)鍵參數(shù)信息，有效地降低了對控制器RAM空間的需求，極大地節(jié)省控制器RAM空間資源，尤其適用于控制器RAM資源緊張的狀況。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的永磁同步電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)的獲取方法的基本步驟流程圖；

圖2為純電動汽車的控制系統(tǒng)架構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的試驗(yàn)臺架的組成框圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例的第一徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例的第二徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例的第三徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例的永磁同步電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)的獲取裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖之一；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例的永磁同步電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)的獲取裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖之二。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

第一實(shí)施例

如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例的永磁同步電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)的獲取方法的流程圖，應(yīng)用于電動汽車。下面就該圖具體說明該方法的實(shí)施過程。

需說明的是，電機(jī)的關(guān)鍵參數(shù)包括：定子電阻R_s、電機(jī)磁鏈ψ_s、直軸電感L_d和交軸電感L_q。

步驟101，獲取永磁同步電機(jī)當(dāng)前的電機(jī)溫度T₀、直軸電流i_d0以及交軸電流i_q0。

這里，永磁同步電機(jī)當(dāng)前的電機(jī)溫度T₀可通過電動汽車上的電機(jī)控制器監(jiān)測得到；電機(jī)控制器可根據(jù)永磁同步電機(jī)反饋的三相電流信號解析出當(dāng)前的直軸電流i_d0和交軸電流i_q0。

步驟102，將所述電機(jī)溫度T₀、所述直軸電流i_d0以及所述交軸電流i_q0作為輸入，分別通過三個各自獨(dú)立的、預(yù)先創(chuàng)建的徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對應(yīng)得到所述永磁同步電機(jī)當(dāng)前的電機(jī)磁鏈ψ_s0、直軸電感L_d0以及交軸電感L_q0。

需說明的是，電機(jī)溫度T、直軸電流i_d以及交軸電流i_q同電機(jī)磁鏈ψ_s、直軸電感L_d以及交軸電感L_q之間存在著復(fù)雜的非線性關(guān)系，無法通過一般方式精確描述，而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有非線性的基本特性，對于解決非線性問題具有天然的優(yōu)勢，且徑向基函數(shù)(RBF，Radial Basis Function)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為一種性能優(yōu)良的前饋型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，可以任意精度逼近任意的非線性函數(shù)，且拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)緊湊、具有全局逼近能力，同時解決了BP(Back Propagation，反向傳播)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的局部最優(yōu)問題。

這里需要說明的是，本發(fā)明提供的永磁同步電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)獲取方法適用于具有如圖2所示的控制系統(tǒng)構(gòu)架的純電動汽車。

如圖2所示，該構(gòu)架中，純電動汽車由整車控制器(VCU，Vehicle Control Unit))主導(dǎo)完成，實(shí)現(xiàn)對車輛的控制。整車控制器根據(jù)電池管理系統(tǒng)(BMS，Battery Management System)、電機(jī)控制器(MCU，Moter Control Unit)反饋的動力電池及驅(qū)動系統(tǒng)狀態(tài)信息，以及其它零部件的狀態(tài)(其它零部件在構(gòu)架框圖中被省略)，根據(jù)預(yù)先制定的控制邏輯實(shí)現(xiàn)對整車的控制。

例如，在行車模式下，整車控制器接收并解析加速踏板、檔位信息，并根據(jù)自身狀態(tài)向電機(jī)控制器發(fā)送扭矩命令，電機(jī)控制器根據(jù)該命令驅(qū)動電機(jī)工作；充電模式下，整車控制器通過與電池管理系統(tǒng)的信息交互實(shí)現(xiàn)車輛的充電功能等。

另外，還可將電池管理系統(tǒng)、整車控制器與電機(jī)控制器進(jìn)行功能整合，利用一個集成控制器來完成以上三個控制器的所有功能，具體見圖中虛線框內(nèi)部，本發(fā)明同樣適用于具有該控制系統(tǒng)構(gòu)架的純電動汽車。

本發(fā)明實(shí)施例提供的永磁同步電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)的獲取方法，根據(jù)永磁同步電機(jī)當(dāng)前的電機(jī)溫度、直軸電流以及交軸電流，通過預(yù)先創(chuàng)建的徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，便可獲得永磁同步電機(jī)準(zhǔn)確的關(guān)鍵參數(shù)信息，有效地降低了對控制器RAM空間的需求，極大地節(jié)省控制器RAM空間資源，尤其適用于控制器RAM資源緊張的狀況。

優(yōu)選的，本發(fā)明實(shí)施例的永磁同步電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)的獲取方法，還可包括：

步驟103，根據(jù)所述電機(jī)溫度T₀以及預(yù)先記錄的電機(jī)溫度T與定子電阻R_s之間的第一對應(yīng)關(guān)系，獲取當(dāng)前所述永磁同步電機(jī)的定子電阻值R_s0。

這里，具體的，預(yù)先記錄的電機(jī)溫度T與定子電阻R_s之間的第一對應(yīng)關(guān)系可被制作成表格，用于控制過程中的實(shí)時查詢。

需要說明的是，定子電阻R_s基本上僅受電機(jī)溫度T的影響，定子電阻R_s與電機(jī)溫度T間的對應(yīng)關(guān)系呈單調(diào)變化，較為簡單，故通過查表方式獲得定子電阻R_s，可在保證滿足實(shí)際需求的基礎(chǔ)上能夠?qū)⒉樵儽砜刂圃诤侠淼拇笮》秶?/p>

進(jìn)一步的，本發(fā)明實(shí)施例的永磁同步電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)的獲取方法，在步驟101之前，還可包括：

步驟104，獲取所述永磁同步電機(jī)的電機(jī)狀態(tài)參數(shù)的試驗(yàn)樣本數(shù)據(jù)，所述電機(jī)狀態(tài)參數(shù)包括：直軸電壓U_d、交軸電壓U_q、直軸電流i_d、交軸電流i_q、電機(jī)溫度T、電機(jī)扭矩T_e和電機(jī)轉(zhuǎn)速ω。

這里需要說明的是，電機(jī)狀態(tài)參數(shù)的試驗(yàn)樣本數(shù)據(jù)可通過預(yù)先建立的試驗(yàn)臺架獲取。

具體的，如圖3所示，為試驗(yàn)臺架的組成框圖。圖中永磁同步電機(jī)分別與控制器(電機(jī)控制器或集成控制器)、測功機(jī)相連接。

其中，控制器接收直軸電壓U_d命令、交軸電壓U_q命令來控制永磁同步電機(jī)工作，并且控制器根據(jù)永磁同步電機(jī)反饋的三相電流信號解析出當(dāng)前的直軸電流i_d值、交軸電流i_q值，同時控制器還對當(dāng)前的電機(jī)溫度T進(jìn)行監(jiān)測；測功機(jī)則實(shí)時監(jiān)測永磁同步電機(jī)的當(dāng)前電機(jī)扭矩T_e輸出及電機(jī)轉(zhuǎn)速ω。

需要說明的是，直軸電壓命令、交軸電壓命令一般是人為給定的，也就是通過上位機(jī)人為輸入命令。

步驟105，對所述試驗(yàn)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)設(shè)算法處理，得到所述永磁同步電機(jī)的直軸電流i_d、交軸電流i_q以及電機(jī)溫度T與關(guān)鍵參數(shù)的第二對應(yīng)關(guān)系。

這里，步驟105可具體包括：

步驟1051，將直軸電壓U_d、交軸電壓U_q、直軸電流i_d、交軸電流i_q、電機(jī)扭矩T_e和電機(jī)轉(zhuǎn)速ω分別代入公式：

U_d＝R_si_d-ωL_qi_q、U_q＝R_si_q+ωL_di_d+ωψ_s和得到所述永磁同步電機(jī)的直軸電流i_d、交軸電流i_q以及電機(jī)溫度T與關(guān)鍵參數(shù)的第二對應(yīng)關(guān)系[i_d i_q T R_s L_d L_q ψ_s]；

其中，n_p為所述永磁同步電機(jī)的極對數(shù)，R_s根據(jù)預(yù)先記錄的電機(jī)溫度T與定子電阻R_s之間的第一對應(yīng)關(guān)系得到。

需要說明的是，永磁同步電機(jī)的電壓方程為式一：

考慮到本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時電機(jī)已達(dá)到穩(wěn)態(tài)，因此電壓方程可簡化為步驟1051中的形式，具體為式二：

U_d＝R_si_d-ωL_qi_q；

U_q＝R_si_q+ωL_di_d+ωψ_s。

根據(jù)上述式二，在不同的溫度條件下人為的給定直軸電壓命令、交軸電壓命令，同時通過操作測功機(jī)使電機(jī)處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，即ω＝0，此時，電壓方程變?yōu)槭饺?/p>

U_d＝R_si_d；

U_q＝R_si_q。

其中，i_d與i_q可通過永磁同步電機(jī)反饋的三相電流信號變化得到。這樣，式三中的未知量僅為R_s，故根據(jù)式三能夠得到不同溫度條件下的定子電阻，也就是得到定子電阻與電機(jī)溫度的第一對應(yīng)關(guān)系，將其制作成表格，用于后續(xù)實(shí)際控制過程中的實(shí)時查詢。這里，本發(fā)明實(shí)施例中定子電阻R_s可作為已知量對待。

還需要說明的是，永磁同步電機(jī)的扭矩方程式四為：

所以，在給定的直軸電壓命令、交軸電壓命令，且永磁同步電機(jī)達(dá)到穩(wěn)態(tài)后得到以下關(guān)系，即式五為：

U_d＝R_si_d-ωL_qi_q；

U_q＝R_si_q+ωL_di_d+ωψ_s；

這里，式五中除L_d、L_q和ψ_s外均為已知量，因此通過求解該三元一次方程能夠獲得特定狀態(tài)(不同電機(jī)溫度及直軸電流、交軸電流)下的電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)信息，即式六為：

[i_d i_q T R_s L_d L_q ψ_s]

式六為電機(jī)狀態(tài)與關(guān)鍵參數(shù)之間的第二對應(yīng)關(guān)系。

步驟106，根據(jù)所述第二對應(yīng)關(guān)系，分別創(chuàng)建第一徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、第二徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和第三徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

其中，所述第一徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、第二徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和第三徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入矢量均為直軸電流i_d、交軸電流i_q以及電機(jī)溫度T；所述第一徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出矢量為電機(jī)磁鏈ψ_s，所述第二徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出矢量為直軸電感L_d，所述第三徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出矢量為交軸電感L_q。

本發(fā)明實(shí)施例中采用三個獨(dú)立的徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，即第一徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、第二徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及第三徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，來計(jì)算得到永磁同步電機(jī)的關(guān)鍵參數(shù)，原因在于，獨(dú)立的徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有機(jī)構(gòu)簡單、計(jì)算量小的特點(diǎn)，其隱層的神經(jīng)元易確定，并且在前期神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過程中容易達(dá)到收斂。若采用一個徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來計(jì)算電機(jī)磁鏈、交直軸電感，則該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜程度與實(shí)際應(yīng)用過程中所產(chǎn)生的計(jì)算量不易得到控制。

具體的，步驟106中可具體包括三組并列的步驟，分別為步驟1061、1062，步驟1063、1064及步驟1065、1066。

其中，步驟1061，根據(jù)建立第一初始徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，

x為輸入矢量，x＝[i_d i_q T]^T；

為電機(jī)磁鏈ψ_s的網(wǎng)絡(luò)輸出；

為第一權(quán)重；l為隱層神經(jīng)元數(shù)量，l＝7；

為第一中心矢量；

為輸入矢量到第一中心矢量的距離；φ為徑向基函數(shù)；

步驟1062，根據(jù)所述第二對應(yīng)關(guān)系中的[i_d i_q T ψ_s]，對所述第一初始徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到第一徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

這里，在試驗(yàn)臺架條件下通過臺架試驗(yàn)得到大量的有效數(shù)據(jù)，即[i_d i_q T ψ_s]信息，利用上述有效數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對第一初始徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到收斂的第一徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

這里需要說明的是，第一徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)圖，如圖4所示。

步驟1063，根據(jù)建立第二初始徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，

x為輸入矢量，x＝[i_d i_q T]^T；

為直軸電感L_d的網(wǎng)絡(luò)輸出；

為第二權(quán)重；l為隱層神經(jīng)元數(shù)量，l＝7；

為第二中心矢量；

為輸入矢量到第二中心矢量的距離；φ為徑向基函數(shù)；

步驟1064，根據(jù)所述第二對應(yīng)關(guān)系中的[i_d i_q T L_d]，對所述第二初始徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到第二徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

這里，在試驗(yàn)臺架條件下通過臺架試驗(yàn)得到大量的有效數(shù)據(jù)，即[i_d i_q T L_d]信息，利用上述有效數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對第二初始徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到收斂的第二徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

這里需要說明的是，第二徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)圖，如圖5所示。

步驟1065，根據(jù)建立第三初始徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，

x為輸入矢量，x＝[i_d i_q T]^T；

為交軸電感L_q的網(wǎng)絡(luò)輸出；

為第三權(quán)重；l為隱層神經(jīng)元數(shù)量，l＝7；

為第三中心矢量；

為輸入矢量到第三中心矢量的距離；φ為徑向基函數(shù)；

步驟1066，根據(jù)所述第二對應(yīng)關(guān)系中的[i_d i_q T L_q]，對所述第三初始徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到第三徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

這里，在試驗(yàn)臺架條件下通過臺架試驗(yàn)得到大量的有效數(shù)據(jù)，即[i_d i_q T L_q]信息，利用上述有效數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對第三初始徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到收斂的第三徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

這里需要說明的是，第三徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)圖，如圖6所示。

這里，第一徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、第二徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和第三徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)均包括：輸入層、輸出層和隱層；其中，輸入層的輸入變量的個數(shù)為3，輸出層的輸出變量的個數(shù)為1，隱層的神經(jīng)元個數(shù)為7。

第二實(shí)施例

如圖7所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供一種永磁同步電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)的獲取裝置，包括：

第一獲取模塊201，用于獲取永磁同步電機(jī)當(dāng)前的電機(jī)溫度T₀、直軸電流i_d0以及交軸電流i_q0；

第二獲取模塊202，用于將所述電機(jī)溫度T₀、所述直軸電流i_d0以及所述交軸電流i_q0作為輸入，分別通過三個各自獨(dú)立的、預(yù)先創(chuàng)建的徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對應(yīng)得到所述永磁同步電機(jī)當(dāng)前的電機(jī)磁鏈ψ_s0、直軸電感L_d0以及交軸電感L_q0。

具體的，如圖8所示，本發(fā)明實(shí)施例的永磁同步電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)的獲取裝置還可包括：

第三獲取模塊203，用于根據(jù)所述電機(jī)溫度T₀以及預(yù)先記錄的電機(jī)溫度T與定子電阻R_s之間的第一對應(yīng)關(guān)系，獲取當(dāng)前所述永磁同步電機(jī)的定子電阻值R_s0。

具體的，本發(fā)明實(shí)施例的永磁同步電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)的獲取裝置還可包括：

第四獲取模塊204，用于在獲取永磁同步電機(jī)當(dāng)前的電機(jī)溫度T₀、直軸電流i_d0以及交軸電流i_q0之前，獲取所述永磁同步電機(jī)的電機(jī)狀態(tài)參數(shù)的試驗(yàn)樣本數(shù)據(jù)，所述電機(jī)狀態(tài)參數(shù)包括：直軸電壓U_d、交軸電壓U_q、直軸電流i_d、交軸電流i_q、電機(jī)溫度T、電機(jī)扭矩T_e和電機(jī)轉(zhuǎn)速ω；

處理模塊205，用于對所述試驗(yàn)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)設(shè)算法處理，得到所述永磁同步電機(jī)的直軸電流i_d、交軸電流i_q以及電機(jī)溫度T與關(guān)鍵參數(shù)的第二對應(yīng)關(guān)系；

網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建模塊206，用于根據(jù)所述第二對應(yīng)關(guān)系，分別創(chuàng)建第一徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、第二徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和第三徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

其中，所述第一徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、第二徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和第三徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入矢量均為直軸電流i_d、交軸電流i_q以及電機(jī)溫度T；所述第一徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出矢量為電機(jī)磁鏈ψ_s，所述第二徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出矢量為直軸電感L_d，所述第三徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出矢量為交軸電感L_q。

這里，所述處理模塊205還可具體包括：

計(jì)算處理子模塊2051，用于將直軸電壓U_d、交軸電壓U_q、直軸電流i_d、交軸電流i_q、電機(jī)扭矩T_e和電機(jī)轉(zhuǎn)速ω分別代入公式：

U_d＝R_si_d-ωL_qi_q、U_q＝R_si_q+ωL_di_d+ωψ_s和得到所述永磁同步電機(jī)的直軸電流i_d、交軸電流i_q以及電機(jī)溫度T與關(guān)鍵參數(shù)的第二對應(yīng)關(guān)系[i_d i_q T R_s L_d L_q ψ_s]；

其中，n_p為所述永磁同步電機(jī)的極對數(shù)，R_s根據(jù)預(yù)先記錄的電機(jī)溫度T與定子電阻R_s之間的第一對應(yīng)關(guān)系得到。

這里，所述網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建模塊206還可具體包括：

第一網(wǎng)絡(luò)初建子模塊2061，用于根據(jù)建立第一初始徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，

x為輸入矢量，x＝[i_d i_q T]^T；

為電機(jī)磁鏈ψ_s的網(wǎng)絡(luò)輸出；

為第一權(quán)重；l為隱層神經(jīng)元數(shù)量，l＝7；

為第一中心矢量；

為輸入矢量到第一中心矢量的距離；φ為徑向基函數(shù)；

第一網(wǎng)絡(luò)獲取子模塊2062，用于根據(jù)所述第二對應(yīng)關(guān)系中的[i_d i_q T ψ_s]，對所述第一初始徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到第一徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

這里，所述網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建模塊206還可具體包括：

第二網(wǎng)絡(luò)初建子模塊2063，用于根據(jù)建立第二初始徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，

x為輸入矢量，x＝[i_d i_q T]^T；

為直軸電感L_d的網(wǎng)絡(luò)輸出；

為第二權(quán)重；l為隱層神經(jīng)元數(shù)量，l＝7；

為第二中心矢量；

為輸入矢量到第二中心矢量的距離；φ為徑向基函數(shù)；

第二網(wǎng)絡(luò)獲取子模塊2064，用于根據(jù)所述第二對應(yīng)關(guān)系中的[i_d i_q T L_d]，對所述第二初始徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到第二徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

這里，所述網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建模塊206還可具體包括：

第三網(wǎng)絡(luò)初建子模塊2065，用于根據(jù)建立第三初始徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，x為輸入矢量，x＝[i_d i_q T]^T；為交軸電感L_q的網(wǎng)絡(luò)輸出；為第三權(quán)重；l為隱層神經(jīng)元數(shù)量，l＝7；為第三中心矢量；為輸入矢量到第三中心矢量的距離；φ為徑向基函數(shù)；

第三網(wǎng)絡(luò)獲取子模塊2066，用于根據(jù)所述第二對應(yīng)關(guān)系中的[i_d i_q T L_q]，對所述第三初始徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到第三徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的永磁同步電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)的獲取裝置，根據(jù)第一獲取模塊獲取的永磁同步電機(jī)當(dāng)前的電機(jī)溫度、直軸電流以及交軸電流，通過第二獲取模塊預(yù)先創(chuàng)建的徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，便可獲得永磁同步電機(jī)準(zhǔn)確的關(guān)鍵參數(shù)信息，有效地降低了對控制器RAM空間的需求，極大地節(jié)省控制器RAM空間資源，尤其適用于控制器RAM資源緊張的狀況。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種電動汽車，包括上述實(shí)施例所述的永磁同步電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)的獲取裝置。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。