控制器软件之速度控制功能设计

速度控制和扭矩控制一样，是车辆控制的必须功能，如驻波时就需要进行速度控制，其设计需满足下面几点：

• 软件应该在10ms周期需求扭矩计算信号整合功能，输入信号为驱动模式、需求扭矩、转速、外部速度环的kpki，扭矩ramp，扭矩最大值和最小值，输出信号为：转速差值、Kp、Ki值，Pi积分限幅值、前馈扭矩值、扭矩Ramp、需求扭矩的上下限值。
• 能根据模式请求是否为自标定模式切换需求扭矩及扭矩Ramp值，当模式请求为自标定时，使用状态机给定的自标定扭矩及扭矩Ramp；反之，则使用CAN上的需求扭矩和扭矩Ramp值。
• 能根据模式请求是否为外部速度环切换速度环时的Kp值；若为外部速度环模式，则使用外部速度环的Kp值，反之使用内部Kp值；Kp、Ki值可以通过转速差值查表获得。
• 能根据模式请求进行模式切换，若需求为扭矩环时，输出前馈扭矩为需求扭矩值，其他用以PI计算的值全为0；若需求模式为速度环时，输出前馈扭矩为需求扭矩，PI计算参数为查表获取的Kp、Ki值，以及设定的积分限幅值；若需求模式为其他模式，则输出的所有PI参数为0且前馈扭矩为0。
• 软件应该在10ms周期加入需求扭矩计算功能，输入信号为转速差值、速度环Kp、Ki值、积分限幅值、前馈扭矩值，输出不加damping不加Ramp的扭矩需求值。
• 该模块应能通过增量式PI的模式计算转速控制的需求扭矩，并通过积分限幅值对积分进行限幅。

1 功能描述

1.1 信号整合模块

图1.信号整合

该模块内主要分两个子系统，第一部分主要是对输入信号进行前处理：

图2.信号前处理

第二部分是根据当前模式选择参数，模型框架如下图：

图3.参数选择模块

第一部分内部逻辑如下所示模型框图：

图4.信号前处理内部

从上图可知：

该子系统主要是PI参数选择模块，如下：

图5.参数选择内部结构

对于PI参数选择模块则为通过当前驱动控制模式请求是不是为外部速度环，若为外部速度环则使用外部的Kp值，当使用外部Kp值时，需通过需求转速与实际转速的差值tdc_xDevSpd判断使用快速的Kp值CSD_RecKpHighNCtL还是慢速的Kp值CSD_RecKpLowNCtL，当转速差值绝对值大于3000时，使用快速Kp值，反之，使用慢速Kp值；若为内部速度环则直接使用内部查表的Kp、Ki值，其中Kp、Ki通过转速差值查表得到。

1.2 速度环需求扭矩计算

图6.需求扭矩PI计算模块

该模块主要是是用以计算速度环时的需求扭矩，该PI为增量式PI，通过增量式PI计算转速环时的扭矩，并对积分扭矩进行积分限幅防止积分饱和，其中前馈扭矩可以在模式切换时防止扭矩跳变，起到扭矩平滑过渡的目的。