基于高频注入和状态观测器的无感车载电控系统的制作方法

1.本实用新型涉及新能源汽车领域，尤指一种基于高频注入和状态观测器的无感车载电控系统。


背景技术：

2.在现阶段电机中，永磁同步电机具有最高的功率密度，其工作效率最高可达97％，因而凭借永磁同步电机具有体积小、质量轻，功率密度大，可靠性高，调速精度高，响应速度快的优点，其能够为车辆输出最大的动力及加速度，因此在多数对能量体积比要求最高的新能源乘用车上被采用。
3.但是，目前新能源汽车车载及动力电机采用较多的是无传感器永磁同步电机，其多采用“三段式”起动，即主要包括转子预定位、加速和运行状态切换三个阶段。这样既可以使电机转向可控，又可以保证电机达到一定转速后再进行切换，以保证启动的可靠性。但是该方法存在着无感永磁同步电机控制器的无感位置速度估算精度低，估算角度与实际转子角度误差较大的缺陷，从而造成了电机会出现运行电流大、效率低，启动失败等诸多的问题，以及其还存在着单一地依靠反电动势的角度估算算法无法实现电机低速和零速转动的问题及弊端。为此，为解决目前新能源车载无感永磁同步电机控制器多存在无感位置速度估算精度低，估算角度与实际转子角度误差较大，效率低的问题，实用新型人研究开发了一款基于高频注入和状态观测器的无感车载电控系统。实现了永磁同步电机的零速和低速电机转子位置速度估算，可取代常规三段式启动，降低了现有技术在大功率、大扭矩转子初始位置预定方面的难度。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本实用新型主要目的在于，提供一种基于高频注入和状态观测器的无感车载电控系统，用于解决目前新能源车载无感永磁同步电机控制器多存在无感位置速度估算精度低，估算角度与实际转子角度误差较大，效率低的问题。
5.为解决上述问题，本实用新型提供了一种基于高频注入和状态观测器的无感车载电控系统，所述无感车载控制系统控制结构主要包含速度闭环模块、电流闭环模块、转矩模式模块、电流采样模块、坐标变换模块、svpwm驱动输出模块、零速低速高频注入算法模块、中高速状态观测器算法模块；
6.所述无感车载控制系统硬件结构主要包含主控板和驱动板；
7.所述主控板主要是由主控芯片dsp(10)、通信模块13、模拟量采样模块(母线电压采样电路(11)、三相电流采样电路(12))、驱动输出模块14(驱动隔离电路、至驱动板的驱动接口)构成；
8.所述驱动板主要是由预充电电路、功率回路、驱动电路、及至主控板接口组成；
9.所述主控板与驱动板之间采用高低压分离结构并设有隔离电路，而电流采样为下桥臂采样电阻方式，功率驱动回路采用集成式igbt。
10.较佳的是所述预充电电路模块，具有一个预充电电阻及旁路继电器，在上电时预充电阻接入，所述主控板根据母线电压采样值是否超过预设值和是否稳定来控制继电器吸合以旁路该预充电阻。
11.本实用新型还提供了一种基于高频注入和状态观测器的无感车载电控方法，该方法在永磁同步电机的零速和低速时，采用高频脉振电压注入算法估算电机转子位置速度，在高速时采用状态观测器算法估算电机转子位置速度；并具有两种算法估算角度的平稳过渡功能和估算转子角度的实时正确性判断和调整功能；驱动输出采用空间电压矢量脉宽调制svpwm。
12.较佳的是，所述车载电控方法驱动输出占空比计算部分是采用空间电压矢量脉宽调制方式以提高母线电压利用率和减小输出波动；其中，所述车载电控方法是利用系过流保护、过欠压保护，温度保护、过载保护、缺相保护及速度保护方法中的至少一种提高母线电压利用率和减小输出波动。
13.所述方法包含含上电预充电过程，就绪状态，启动过程，运行过程、停机过程。
14.进一步的，启动过程为：就绪状态下启动，首先启动高频脉振注入位置速度估算器，实时估算转子当前位置及速度、启动速度轨迹跟踪模块输出中间目标速度spd_ref、启动速度闭环模块输出交直轴目标电流id_ref和iq_ref、启动电流闭环模块输出交直轴电压ud和uq、由转子当前位置角度和交直轴电压经ipark变换得两相静止坐标系电压ualfa、ubeta、启动svpwm占空比计算模块并驱动电机运转、投入电机三相电流采样模块、经clarke变换和park变换获取交直轴电流id_fdb和iq_fdb用于高频脉振注入和状态观测器算法计算转子位置和速度、启动状态观测器位置速度估算模块、启动低速高频脉振至状态观测器转子速度位置估算器的切换模块。
15.进一步的，在零速或低速时采用高频脉振电压注入法估算电机转子位置及速度，借助高频脉振电压注入法不同以往高频注入法，采用的是在估算坐标轴直轴同时注入高频方波电压和低频方波电压，高频方波电压用以估算转子角度，低频方波电压用以估算转子极性，且在转子位置估算的同时输出转子的极性。在中高速时采用状态观测器法估算电机转子位置及速度，本状态观测器在输入采样上进行优化，输入采用静止坐标系alfa轴和beta轴上的电流、和程序计算输出电压及母线电压，此方法不需要采样alfa轴和beta轴上的电压，进而省去三相电压采样，减少硬件设计成本。
16.其中，高频脉振电压注入法方法步骤如下：
17.1)在估算坐标系d轴入幅值恒定的高频方波电压和低频方波电压。
18.2)采集d轴响应电流和q轴高频响应电流
19.3)计算q轴高频响应电流的斜率并输入到估算器的锁相环模块
20.4)累加d轴响应电流输入到估算器的极性判断模块
21.5)输出转子估算位置
22.6)输出转子估算极性
23.7)根据极性判断是否增加180度作为最终估算转子角度
24.状态观测器法方法步骤如下：
25.1)采样静止坐标系电流ialfa和ibeta作为状态观测器输入
26.2)采样母线电压ubus作为状态观测器输入
27.3)计算静止坐标系电压ualfa和ubeta作为状态观测器输入
28.4)建立闭环状态观测器方程
29.5)根据闭环状态观测器方程估算静止坐标系反电动势balfa和bbeta
30.6)
‑
balfa*sinθ
‑
bbeta*cosθ作为锁相环的输入
31.7)有锁相环输出估算电角度θ
32.以上两种转子角度估算方法切换方法：
33.1)零速和低速时启动两种转子角度估算方法，并使用高频注入算法输出的估算角度。
34.2)待速度上升至中速设定值时比较两种估算方法估算的角度
35.3)满足切换条件则计算两种估算方法估算的角度差
36.4)估算角度更换为状态观测器算法输出的估算角度减3)计算的角度差，每斩波周期角度差自减，从而实现角度的平滑过渡。
37.5)退出高频注入算法，减小注入高频电压所带来的转矩扰动
38.6)由中高速减速至低速时，投入高频注入并平滑过渡估算角度。
39.7)实时计算并舍弃估算角度变化步长大于最大速度对应步长的步长角，并累计出现次数，从而保证估算角度的实时正确性。
40.较佳的是，启动过程为：就绪状态下启动，首先启动高频脉振注入位置速度估算器，以实时估算转子当前位置及速度、启动速度轨迹跟踪模块输出中间目标速度、启动速度闭环模块输出交直轴目标电流id、iq、启动电流闭环模块输出交直轴电压ud、uq、由转子当前位置角度和交直轴电压经ipark变换得两相静止坐标系电压ualfa、ubeta、启动svpwm占空比计算模块并驱动电机运转、投入电机三相电流采样模块、经clarke、park变换获取交直轴电流id、iq用于高频脉振注入和状态观测器算法计算转子位置和速度、启动状态观测器位置速度估算模块、启动低速高频脉振至状态观测器转子速度位置估算器的切换模块(含切换时机判断、角度过渡过程等)。
41.本实用新型有益效果在于，本实用新型利用了高频脉振电压注入算法实现了永磁同步电机的零速和低速电机转子位置速度估算，取代常规三段式启动，避免了大功率、大扭矩转子初始位置预定的难度；并且采用了状态观测器和锁相环高速电机转子位置速度精确估算；具有估算转子角度的实时正确性判断和调整功能，最大程度地保护估算器的精度；驱动输出采用空间电压矢量脉宽调制svpwm，最大程度地提高母线电压利用率和减小输出波动；本车载电控系统具有完备的保护功能，含过流保护、过欠压保护，温度保护、过载保护、缺相保护及速度保护等，借助上述技术方案，实现了对新能源汽车车载无感永磁同步电机的全速精确驱动控制的效果。
附图说明
42.图1为本实用新型的一种基于高频注入和状态观测器的无感车载电控系统的车载电控系统功能框图；
43.图2为本实用新型的一种基于高频注入和状态观测器的无感车载电控系统的结构示意图；
44.图3为本实用新型的一种基于高频注入和状态观测器的无感车载电控系统的原理
框图；
45.图4为本实用新型的一种基于高频注入和状态观测器的无感车载电控系统的主控程序流程图；
46.图5为本实用新型的一种基于高频注入和状态观测器的无感车载电控系统的主中断程序流程图；
47.图6为本实用新型的一具体实施例的预充电回路及直流母线电路图；
48.图7为本实用新型的一具体实施例的功率回路电路；
49.图8为本实用新型的一具体实施例的母线电压采样电路；
50.图9为本实用新型的一具体实施例的驱动电路；
51.图10为本实用新型的一具体实施例的电流采样电路；
52.图11为本实用新型的一具体实施例的硬件电流保护电路；
53.图12为本实用新型的一具体实施例的温度采样电路；
54.图13为本实用新型的一具体实施例的三相交流输出电压采样电路。
具体实施方式
55.下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案做进一步具体的说明。
56.本实用新型的一种基于高频注入和状态观测器的无感车载电控系统，是为了解决目前新能源车载无感永磁同步电机控制器大多存在无感位置速度估算精度低，估算角度与实际转子角度误差较大，效率低等问题，由实用新型人研究开发出的一款基于高频注入和状态观测器的无感车载电控系统。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
57.请参见图1及图2所示，分别为本实用新型的一种基于高频注入和状态观测器的无感车载电控系统的车载电控系统功能框图及结构示意图。本实用新型的无感车载控制系统的整体功能设计架构主要分驱动和主控制两部分，两部分采用高低压分离并增加了相应的隔离电路，而电流采样采用下桥臂采样电阻方式，功率驱动回路采用集成式igbt。
58.如图2所示，该电控系统主要是由基于低功耗主控制mcu的主控板、及驱动板组成，而所述主控板是由主控芯片dsp10及电源电路、can通讯接口电路13、母线电压采样电路11、三相电流采样电路12、环境温度采样电路、硬件过流保护电路、外围开关量模拟量扩展接口电路15、驱动隔离电路、至驱动板的驱动接口(驱动输出14)等组成；驱动板由预充电电路、功率回路、驱动电路、至主控板接口等组成。
59.该控制系统的主控程序按状态过程分，含上电预充电过程，就绪状态，启动过程，运行过程、停机过程等。按功能模块分，含驱动输出模块、模拟量采样模块、速度位置估算模块(包括零速低速高频注入算法和中高速状态观测器算法)、速度闭环模块、电流闭环模块、通信模块、保护模块等。
60.请参见图6
‑
13，为本实用新型的一种基于高频注入和状态观测器的无感车载电控系统的功能模块实现的电路举例示意图。
61.其中：
62.图6为本实用新型的一具体实施例的预充电回路及直流母线电路图，该模块是为了保护直流母线电容电压冲击，在上电时采用预充电阻，根据母线电压采样值是否超过预
设值和是否稳定来确定是否控制继电器吸合来旁路预充电阻。
63.图7为本实用新型的一具体实施例的功率回路电路，该功率回路电路可采用常规电机功率管驱动电路。
64.图8为本实用新型的一具体实施例的母线电压采样电路，该母线电压采样是采用分压电阻方式，采样直接至隔离回路，然后至dsp；
65.图9为本实用新型的一具体实施例的驱动电路，图示为其中一相(u相)驱动电路，上下桥臂驱动输入pwm_u_h/pwm_u_l分别为dsp输出经隔离后的输出。其中包含硬件过流保护输入shutdown。
66.图10为本实用新型的一具体实施例的电流采样电路，为了采样的精确性，本具体实施例的电流采样采用下桥臂三电阻采样方式，并经过计算实时选取其中两相，然后加以重构。图10所示为其中的一相采样电路。
67.图11为本实用新型的一具体实施例的硬件电流保护电路，本具体实施例是根据电流保护上限值设计如图的硬件保护电路，硬件电流保护电路输出用于关闭三相驱动输出。
68.图12为本实用新型的一具体实施例的温度采样电路，该电路的温度采样是采用热敏电阻，分压输出至dsp，作为环境温度来做超温保护。
69.图13为本实用新型的一具体实施例的三相交流输出电压采样电路，三相输出电压同样采用电阻分压模式。
70.另请参见图3，为一种基于高频注入和状态观测器的无感车载电控系统的原理框图，及图4一种基于高频注入和状态观测器的无感车载电控系统的主控程序流程图，图5为本实用新型的一种基于高频注入和状态观测器的无感车载电控系统的主中断程序流程图；
71.启动过程为：就绪状态下启动，首先启动高频脉振注入位置速度估算器(实时估算转子当前位置及速度)、启动速度轨迹跟踪模块输出中间目标速度、启动速度闭环模块输出交直轴目标电流id、iq、启动电流闭环模块输出交直轴电压ud、uq、由转子当前位置角度和交直轴电压经ipark变换地两相静止坐标系电压ualfa、ubeta、启动svpwm占空比计算模块并驱动电机运转、投入电机三相电流采样模块、经clarke、park变换获取交直轴电流id、iq用于高频脉振注入和状态观测器算法计算转子位置和速度、启动状态观测器位置速度估算模块、启动低速高频脉振至状态观测器转子速度位置估算器的切换模块(含切换时机判断、角度过渡过程等)。
72.现就本实用新型一种基于高频注入和状态观测器的无感车载电控系统的车载电控系统的pmsm位置速度估算原理简述如下：
73.1、状态观测器算法
74.1.1建立永磁同步电机数学模型
75.电压方程：
[0076][0077][0078]
其中:
[0079]
r
s
为相电阻
[0080]
磁链方程：
[0081]
ψ
α
＝l
s
i
α
ψ
r
×
cosθ
[0082]
ψ
β
＝l
s
i
β
ψ
r
×
sinθ
[0083]
其中:
[0084]
l
s
为相电感
[0085][0086]
θ为转子永磁磁链磁极(即转子永磁磁极n极)与α轴夹角
[0087]
θ＝p
×
ω
r
×
t(p
‑
电机极对数；ω
r
‑
转子机械角速度；t
‑
时间变量)
[0088]
磁链方程带入电压方程
[0089][0090][0091]
其中:
[0092]
r
s
为相电阻
[0093]
l
s
为相电感
[0094][0095]
θ为转子永磁磁链磁极(即转子永磁磁极n极)与α轴夹角
[0096]
θ＝p
×
ω
r
×
t(p
‑
电机极对数；ω
r
‑
转子机械角速度)
[0097]
其中：
[0098]
e
α
＝
‑
ψ
r
×
p
×
ω
r
×
sinθ为α轴反电动势
[0099]
e
β
＝ψ
r
×
p
×
ω
r
×
cosθ为β轴反电动势
[0100]
1.2建立永磁同步电机状态空间的状态方程
[0101][0102][0103][0104][0105]
1.3建立永磁同步电机闭环状态观测器的状态方程
[0106][0107]
[0108][0109][0110]
1.4估算角度获取
[0111][0112][0113]
其中：
[0114]
σθ
(n)*
即为本采样周期及以前转子转过的总的电角度估算值；
[0115]
2、高频注入法
[0116]
2.1高频注入法思想
[0117]
2.1.1永磁同步电机的凸机效应
[0118]
永磁同步电机永磁体的磁导率近视空气的磁导率，则交轴的磁导率大于直轴的磁导率，所以交轴电感lq大于直轴电感ld，此即为永磁同步电机的凸机效应。
[0119]
2.1.2算法思想
[0120]
利用永磁同步电机的凸机效应对注入高频激励电压的影响而产生的响应电流波形中来获取转子的位置信息。
[0121]
2.1.3优点
[0122]
该算法不依赖电机的任何参数，电机参数因环境因素变化对
[0123]
位置估算没有影响，且在电机全速度范围内(包括零速)均适用。
[0124]
2.2建立高频激励下的pmsm(永磁同步电机)数学模型
[0125]
假设实际角度坐标系为d
‑
q，d轴与α轴的夹角θ即为转子的实际电角度；假设估算角度坐标系为d*
‑
q*，d*与α轴的夹角θ*即为转子的估算电角度；设δθ＝θ
‑
θ*。
[0126]
建立实际角度坐标系d
‑
q下的数学模型：
[0127]
1)电压方程：
[0128][0129][0130]
其中:
[0131]
r
d
为直轴等效电阻
[0132]
r
q
为交轴等效电阻
[0133]
ψ
d
为直轴磁链
[0134]
ψ
q
为交轴磁链
[0135]
ω
r
为转子角速度
[0136]
2)磁链方程：
[0137]
ψ
d
＝l
d
i
d
ψ
f
[0138]
ψ
q
＝l
q
i
q
[0139]
其中：
[0140]
l
d
为直轴电感
[0141]
l
q
为交轴电感
[0142]
ψ
f
为转子磁链
[0143]
3)磁链方程带入电压方程：
[0144][0145][0146]
4)若仅考虑高频分量：
[0147]
因反电动势项不含高频分量，则上式可去掉反电动势项ω
r
×
ψ
f
；当高频信号的频率远大于转子频率时电流对时间的微分项占主导作用，因此可以忽略定子电阻项和交叉耦合项，得如下电压和电流方程：
[0148][0149][0150]
2.3估算坐标系d*
‑
q*向实际坐标系d
‑
q投影
[0151]
1)投影方程
[0152]
x
d
＝x
d*
×
cosδθ x
q*
×
sinδθ
[0153]
x
q
＝
‑
x
d*
×
sinδθ x
q*
×
cosδθ
ꢀꢀꢀꢀ
(2)式
[0154]
2)对(2)式带入(1)式
[0155][0156][0157]
3)对(3)式解得
[0158][0159][0160]
4)进一步得
[0161][0162]
[0163]
5)进一步得
[0164][0165][0166]
2.4注入高频脉振方波和低频脉振方波电压
[0167]
注入的高频电压会在相应的坐标轴上产生高频电流，注入的低频脉振方波会在相应的坐标轴上产生低频电流，为了减小高频电流q*轴分量引起的转矩脉动，仅在d*轴注入电压信号：
[0168][0169]
u
qh*
＝0
[0170]
其中t
h
为高频电压的周期，t
l
为低频电压的周期
[0171]
先分析高频分量，则(4)式变为：
[0172][0173][0174]
只分析q轴电流：
[0175][0176]
δiqh是关于sinδθ的函数，当sinδθ≈0时有δθ＝0度或δθ＝180度，同时根据低频分量确定的极性选择是那种情况，因此δiqh送入锁相环，即可输出δθ，然后积分得估算电角度。
[0177]
最后分析低频分量：
[0178]
根据电机磁路饱和特性，在d轴上注入电压，则会增加d轴的磁饱和，磁链非线性增加，电感减小，响应电流幅值增大。在d轴的反方向上注入电压，磁链线性变化，电感不变，响应电流的幅值不变。
[0179]
因此在高频方波电压注入的同时注入低频方波电压，并对低频方波电压响应的低频电流做积分，当正半周期响应电流的积分值大于负半周期响应电流的积分值，则实际电角度＝估算电角度；反之实际电角度＝估算电角度 180度。
[0180]
请参见图3的本实用新型一种基于高频注入和状态观测器的无感车载电控系统的车载电控系统的原理框图，其中：
[0181]
1)电流采样：电机三相电流采样ia,ib,ic为电机三相电流的实时反馈值iabc_feedback(可以采用两相采样，重构方式)；
[0182]
2)电流采样滤波：根据电路设计和电路干扰电机三相电流采样ia,ib,ic需经滤波，本方案采用采用一阶滤波输出i_a,i_b,i_c；
[0183]
3)电流clarke变换：电流三相静止坐标系i_a,i_b,i_c至两相静止坐标系ialfa,ibeta变换，变换采用beta轴逆时针超前alfa轴90度，等幅值变换；
[0184]
4)电流park变换：电流两相静止坐标系ialfa，ibeta至两相旋转坐标系变换，iq轴逆时针超前id轴90度，变换角度theta和电压ipark变换角度采用同一个角度；
[0185]
5)速度闭环：目标速度speed_ref为速度跟踪模块输出中间目标输出，反馈速度speed_feedback为速度估算器估算的速度，可以看作即为电机的实时速度，速度闭环的输出为电流闭环的目标输入；
[0186]
6)电流闭环：分两个闭环，id闭环和iq闭环；
[0187]
id闭环：目标值设为0，反馈值即为电流park变换的输出，id闭环的输出为目标u_d；
[0188]
iq闭环：目标值设为速度闭环的输出，反馈值为电流park变换得输出，iq闭环的输出为目标u_q。
[0189]
7)目标电压两相旋转坐标系至两相静止坐标系地变换ipark变换模块：输入为电流闭环的输出即目标u_d、目标u_q，输出为目标ualfa、ubeta；
[0190]
8)svpwm模块：输入为目标ualfa、ubeta，采用矢量合成技术等效为正弦波叠加三次谐波，输出为三相占空比；
[0191]
9)高频注入和状态观测器：两种转子速度位置估算算法原理详见以上说明。
[0192]
本实用新型提供的一种基于高频注入和状态观测器的无感车载电控方法，可参见图4的一种基于高频注入和状态观测器的无感车载电控系统的主控程序流程图；及图5的一种基于高频注入和状态观测器的无感车载电控系统的主中断程序流程图；其中：
[0193]
1、用户参数的读取及判断
[0194]
用户参数包括系统参数、电机参数、用户参数、两种估算算法参数等，这些参数以宏定义的模式预定于程序中，参数设置根据特定系统、特定电机、特定用户及估算算法专家辨识测试结果而定。为了保护设备和电机，在设备上电后首先需要判断这些参数的设置是否超过预设范围。
[0195]
2、底层驱动
[0196]
底层驱动包括芯片底层资源的配置：如系统时钟、外设时钟、时基定时器、系统滴答、实时时钟、中断、模拟量采样相关的adc模数转换、svpwm相关的定时器、can通信模块、通用io等资源配置。
[0197]
3、各控制模块控制变量的初始化
[0198]
主要的控制模块包括速度轨迹跟踪、速度闭环pid、电流闭环pid、svpwm驱动输出、高频注入算法、状态观测器算法、两种算法的切换等，对这些模块的控制变量在启动之前需进行初始化。
[0199]
4、保护模块变量的初始化
[0200]
保护模块主要包括过流、过载、过压、欠压、超温、缺相、失速等，对保护的相关变量需进行初始化。
[0201]
5、模拟量采样模块变量的初始化
[0202]
模拟量采样主要包括母线电压、电机三相电流、环境温度、igbt温度、电机温度等，针对部分用户还需要增加外扩模拟量如转速模拟给定等。对模拟量采样相关变量需进行初始化。
[0203]
6、开关量模块变量的初始化
[0204]
开关量模块主要包括启动、停止、加速、减速、电机风扇控制等用户需扩展的开关量相关变量的初始化。
[0205]
7、状态机模块变量的初始化
[0206]
状态机主要包括以上所述控制系统的主控程序状态过程，主要包括上电、就绪、启动、运行、停止等状态，对状态机模块相关变量需进行初始化。
[0207]
8、eeprom存取全局参数的读取
[0208]
需存入eeprom的全局参数主要指各种保护上限值下限值及保护恢复上限值和下限值；预设目标转速、电机旋转方向、电机类型、加速度等。在上电初始化时需读取这些全局参数预存在eeprom中的值。
[0209]
9、时基任务
[0210]
根据系统各种环节需执行任务的紧迫性和实效性，主循环中主要分为0.5ms时基任务和2ms时基任务。
[0211]
(1)0.5ms时基任务
[0212]
0.5ms主要执行控制量输入、can通信接收、控制量输入处理、eeprom存全局参数。
[0213]
控制量输入：各种状态机下获取相关的各种控制开关。
[0214]
can通讯接收：各种状态机下获取由上位机或用户协议所下发的各种控制。
[0215]
控制量输入处理：各种状态机下获取的以上两种方式的接收汇总
[0216]
eeprom存全局参数：根据上位机活用户协议下发的全局参数设置修改，进行相应存储。
[0217]
(2)2ms时基任务
[0218]
can通信发送：上传采样数据、系统状态、故障标志等，以便用户上位机实时监测系统运行状态，及专家调试波形分析。
[0219]
功能码刷新：刷新各种需上传上位机的数据，中间功能码等。
[0220]
保护输入输出处理：根据各种保护的输入进行上下限判断，并做出相应处理，以控制电机的状态机切换。
[0221]
目标速度轨迹跟踪：以目标设定速度作为跟踪值，以固定步长作为加速度，输出实时目标速度作为速度闭环模块的实时目标速度。
[0222]
速度估算模块：根据估算的每斩波周期内的电角度，估算实时速度用于速度闭环反馈速度。
[0223]
速度闭环模块：以目标速度轨迹跟踪模块，速度跟踪输出中间速度，作为实时目标速度；以速度估算模块输出作为反馈速度；pid输出电机交轴目标电压uq最为电流闭环模块的目标uq输入。
[0224]
在图5揭示的一种基于高频注入和状态观测器的无感车载电控系统的主中断程序流程图中，主中断采用每斩波周期模拟量采样完成中断，因电流采样采用下桥臂采样电阻采样，因此每斩波周期模拟量采样原则选择在开关管下桥臂开通中间时刻作为触发转换
点。
[0225]
主中断中由流程设计图所示分为启动过程任务sysproc_start和运行过程sysproc_run任务，此两种task框架相似，依次设计有电机三相电流ia,ib,ic采样模块；三相电流静止坐标系到两相静止坐标系ialfa,ibeta的clarke变换；两相静止坐标系到两相旋转坐标系id,iq的park变换；电流闭环；电压的两相旋转坐标系下ud，uq至两相静止坐标系下ualfa,ubeta的ipark变换；svpwm占空比计算模块；高频注入算法模块；状态观测器算法模块；及两种算法估算角度速度的互切模块。
[0226]
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。