一端接地；电容C4 一端接地，另一端连接于电阻R6、光电耦合器Ul的基极与+3.3V电源的连接点；该施密特触发器U2通过端子GND接地，通过端子VCC连接+3.3V电源；电容C5 —端连接+3.3V电源，另一端接地；电容C6 —端连接施密特触发器U2的端子Y，另一端接地；电阻R8 —端连接于电容C6与施密特触发器U2的端子Y之间的连接点，另一端连接有输出端子CAP2并通过输出端子CAP2连接到DSP的速度捕捉口。
[0020]该同步转速计算单元2 —端连接于给定转速计算单元3，其是根据车载踏板传感器的油门信号的大小，计算定子电压频率形成的同步转速值；其中，该同步转速计算单元2是由电阻R9~R17、瞬态抑制二极管TVSl、运算放大器Q2和Q3、电容C7~C9以及接线端子Jl连接组成，该接线端子Jl具有引脚TIA01、引脚VIN和引脚KI ;瞬态抑制二极管TVSl的阳极端接地，阴极端连接有端子ADCINA4 ;该电阻R9 —端连接瞬态抑制二极管TVSl的阴极端，另一端连接运算放大器Q2的输出端；运算放大器Q2的反相输入端连接至输出端，同相输入端依次通过串接电阻R10、R12连接至运算放大器Q3的输出端；电阻Rll —端接地，另一端连接于电阻RlO与电阻R12的连接点；电容C7并联于该电阻Rll两端；运算放大器Q3的电源正极端连接+5V电源，负极端接地，同相输入端通过电阻R16连接至接线端子Jl的引脚TIA01，反相输入端通过电阻R15接地；电阻R17 —端接地，另一端连接于接线端子Jl的引脚TIAOl ;电阻R13 —端连接于运算放大器Q3的输出端，另一端连接电容C8并通过电容CS连接至运算放大器Q3的反相输入端；电阻R14 —端连接运算放大器Q3的输出端，另一端连接运算放大器Q3的反相输入端。
[0021]该给定转速计算单元3是在不同的同步转速时，采用分段的方式计算给定转速(给定转速总是小于同步转速，区别在于在不同的同步转速时，给定转速与同步转速的变差是不固定的)。
[0022]该给定转速补偿单元4 一端连接于速度闭环控制准入单元5，另一端连接于转速检测单元1、同步转速计算单元2和给定转速计算单元3的集成体；其中，该给定转速补偿单元4是根据负载的不同以及电机在低速、中速以及高速段对电机速度闭环控制的给定转速进行补偿。
[0023]该速度闭环控制准入单元5 —端连接于扭矩调节单元6，其是对进入速度闭环控制时设定一定的准入条件(包含三个准入条件，一是给定转速与转子转速的偏差必须大于某一数值；二是转子转速必须大于某一数值，以防止在闭环状态中出现电机堵转或者传感器器损坏的现象；三是转差率必须大于某一数值)，提高速度环的抗干扰性。
[0024]该扭矩调节单元6在闭环控制单元中，调节输出扭矩以适应负载转矩的变化，保证转子转速和定子电流能够跟随给定转速和负载轻重的变化而变化；其中，该扭矩调节单元6接收速度闭环控制准入单元5的信号，根据给定转速和实际转速的差距(如果转子转速大于给定转速并且两者的偏差大于某一数值时就减小扭矩，如果转子转速小于给定转速并且两者的偏差大于某一数值时就增加扭矩)，在闭环控制程序中调节定子电压，从而调节扭矩，实现转子转速跟踪给定转速。
[0025]本实用新型的工作原理:
[0026]控制中断周期中，检测油门信号，根据油门信号的大小来拟合实际给定的转子转速，同时根据拟合值计算同步转速和给定转速，判断是否进行转速闭环程序，如果进入转速闭环程序，那么此时判断转子实际转速与给定转速之间的关系，如果实际转速大于给定转速，那么就减小转矩，并再次判断是否进入转速闭环程序，重复上述过程，如果实际转速小于给定转速，那么就增大转矩，并再次判断是否进入转速闭环程序，重复上述过程；如果没有进入转速闭环程序，那么此时再次检测油门信号，重复上述过程。
[0027]本实用新型结构设计简单、合理，运行稳定、可靠，抗干扰性强，动态响应速度快，能够满足电机速度闭环控制的要求，适于推广与应用。
【主权项】
1.一种电动车用电机转速闭环数字控制系统，其特征在于:所述控制系统包括转速检测单元、同步转速计算单元、给定转速计算单元、给定转速补偿单元、速度闭环控制准入单元以及扭矩调节单元； 所述的转速检测单元、同步转速计算单元和给定转速计算单元集成为一体，所述同步转速计算单元的两端分别连接所述的转速检测单元和同步转速计算单元； 所述转速检测单元用于转子转速的检测并滤波，包括有转速信号预处理电路，所述转速信号预处理电路是由电阻R1~R8、电容C1~C6、共模抑制电感T、电压比较器Q1、光电耦合器Ul和施密特触发器U2连接组成； 所述同步转速计算单元是由电阻R9~R17、瞬态抑制二极管TVS1、运算放大器Q2和Q3、电容C7~C9以及接线端子Jl连接组成；所述接线端子Jl具有引脚TIAOUWP VIN和引脚KI ； 所述给定转速补偿单元一端连接于所述速度闭环控制准入单元，另一端连接于所述转速检测单元、同步转速计算单元和给定转速计算单元的集成体； 所述速度闭环控制准入单元一端连接于所述扭矩调节单元。2.如权利要求1所述的电动车用电机转速闭环数字控制系统，其特征在于:所述电阻Rl 一端连接+12V电源，另一端通过所述电阻R2连接所述共模抑制电感T其中一个输入端，所述电阻Rl与R2的连接点还连接有端子BMB并通过所述端子BMB连接在电机的正交编码器的转速脉冲输出端；所述电容Cl并联于所述共模抑制电感T的两个输入端之间且一端还接地；所述电容C2并联于所述共模抑制电感T的两个输出端之间且一端还接地；所述电压比较器Ql的电源正极端连接+12V电源，电源负极端接地，同相输入端连接所述共模抑制电感T其中一个输出端，反相输入端连接所述电阻R3并通过所述电阻R3连接+6V电源；所述电阻R4—端连接+12V电源，另一端连接所述电压比较器Ql的输出端；所述光电耦合器Ul的阴极端接地，阳极端通过所述电阻R5连接至所述电压比较器Ql的输出端，基极连接+3.3V电源，发射极接地，集电极通过所述电阻R7连接至所述施密特触发器U2的端口 A ;所述电阻R6 —端连接+3.3V电源，另一端连接所述光电耦合器Ul的集电极；所述电容C3 —端连接于所述光电耦合器Ul的集电极与所述电阻R6、R7的连接点，另一端接地；所述电容C4 一端接地，另一端连接于所述电阻R6、光电耦合器Ul的基极与+3.3V电源的连接点；所述施密特触发器U2通过端子GND接地，通过端子VCC连接+3.3V电源；所述电容C5 —端连接+3.3V电源，另一端接地；所述电容C6 —端连接所述施密特触发器U2的端子Y，另一端接地；所述电阻R8 —端连接于所述电容C6与施密特触发器U2的端子Y之间的连接点，另一端连接有输出端子CAP2并通过所述输出端子CAP2连接到DSP的速度捕捉口。3.如权利要求1所述的电动车用电机转速闭环数字控制系统，其特征在于:所述瞬态抑制二极管TVSl的阳极端接地，阴极端连接有端子ADCINA4 ;所述电阻R9 —端连接所述瞬态抑制二极管TVSl的阴极端，另一端连接所述运算放大器Q2的输出端；所述运算放大器Q2的反相输入端连接至输出端，同相输入端依次通过串接所述电阻R10、R12连接至所述运算放大器Q3的输出端；所述电阻Rll —端接地，另一端连接于所述电阻RlO与电阻R12的连接点；所述电容C7并联于所述电阻Rll两端；所述运算放大器Q3的电源正极端连接+5V电源，负极端接地，同相输入端通过所述电阻R16连接至所述接线端子Jl的引脚TIA01，反相输入端通过所述电阻R15接地；所述电阻R17 —端接地，另一端连接于所述接线端子Jl的引脚TIAOl ;所述电阻R13 —端连接于所述运算放大器Q3的输出端，另一端连接所述电容CS并通过所述电容CS连接至所述运算放大器Q3的反相输入端；所述电阻R14 —端连接所述运算放大器Q3的输出端，另一端连接所述运算放大器Q3的反相输入端。
【专利摘要】本实用新型涉及一种电动车用电机转速闭环数字控制系统，其包括转速检测单元、同步转速计算单元、给定转速计算单元、给定转速补偿单元、速度闭环控制准入单元以及扭矩调节单元；转速检测单元、同步转速计算单元和给定转速计算单元集成为一体；转速检测单元一端连接于同步转速计算单元；同步转速计算单元一端连接于给定转速计算单元；给定转速补偿单元一端连接于速度闭环控制准入单元，另一端连接于转速检测单元、同步转速计算单元和给定转速计算单元的集成体；速度闭环控制准入单元一端连接于扭矩调节单元。本实用新型结构设计简单、合理，运行稳定、可靠，抗干扰性强，动态响应速度快,能够满足电机速度闭环控制要求，适于推广与应用。
【IPC分类】H02P6/06
【公开号】CN204681275
【申请号】CN201520432819
【发明人】梅建伟, 周海鹰, 刘杰, 毕栋, 魏海波
【申请人】湖北汽车工业学院
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月23日