周泉

日產(chǎn)聆風(fēng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的線(xiàn)性控制

周泉

在日產(chǎn)開(kāi)發(fā)聆風(fēng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的過(guò)程中，很重要的一項(xiàng)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)汽車(chē)平穩(wěn)、持續(xù)加速與順暢感覺(jué)。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵是時(shí)間常數(shù)約為2ms、響應(yīng)特性相當(dāng)高的驅(qū)動(dòng)電機(jī)軟件。驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)用基于線(xiàn)性控制理論的算法，形成了車(chē)輛的加速性能；抑制齒隙的影響，獲得了順暢感。

純電動(dòng)汽車(chē)；驅(qū)動(dòng)電機(jī)；加速；軟件

日產(chǎn)聆風(fēng)作為純電動(dòng)汽車(chē)的代表，配備了高響應(yīng)速度的80kW交流驅(qū)動(dòng)電機(jī)，轉(zhuǎn)矩峰值可達(dá)到280Nm。與以?xún)?nèi)燃機(jī)為動(dòng)力源的汽車(chē)相比，日產(chǎn)聆風(fēng)在起步時(shí)就可以達(dá)到最大轉(zhuǎn)矩，從而提供平穩(wěn)、持續(xù)的加速。在中低速行駛時(shí)，其動(dòng)力性能與搭載V6汽油機(jī)的車(chē)型相似。因此，從動(dòng)力和駕乘樂(lè)趣的角度，日產(chǎn)聆風(fēng)（以下稱(chēng)LEAF）完全可以與傳統(tǒng)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)媲美，并且這一切都是在100%零排放的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)［1］。

1 特有的加速性能

LEAF具有的順暢感覺(jué)以及全功率時(shí)的加速性能，使其在加速、巡航等多種工況下，均具有令人吃驚的動(dòng)力性、穩(wěn)定性和超低的噪聲。其中，小型、輕量化的驅(qū)動(dòng)電機(jī)及減速器，同時(shí)具有大功率、高效率的實(shí)用特性。在深踩加速踏板急加速的時(shí)候，聆風(fēng)可迅速感應(yīng)到駕車(chē)者的信息，沒(méi)有一絲的遲滯，非常順暢地輸出強(qiáng)力的轉(zhuǎn)矩。與汽油機(jī)比，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩幾乎一直處于峰值狀態(tài)，這也是聆風(fēng)的一大優(yōu)勢(shì)所在，其中最為突出的特性如圖1所示［2-3］。

1）快速的起動(dòng)與加速通過(guò)精確控制只有電動(dòng)機(jī)才具有的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，可以抵消驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了相當(dāng)于3L排量汽油車(chē)的起動(dòng)與加速性能。

2）任意調(diào)整車(chē)速利用只有電動(dòng)機(jī)才具有的響應(yīng)性和控制性，根據(jù)加速器角度和車(chē)輛的速度精確地控制轉(zhuǎn)矩，使加速器角度-轉(zhuǎn)矩特性成線(xiàn)性關(guān)系的同時(shí)，賦予加速器按照車(chē)速變化改變轉(zhuǎn)矩，由此可以及時(shí)地隨意調(diào)整車(chē)速，并實(shí)現(xiàn)安全駕駛。

3）持續(xù)加速的感覺(jué)駕駛時(shí)如果超過(guò)設(shè)定值，繼續(xù)踩加速踏板時(shí)，可以進(jìn)入持續(xù)加速度控制狀態(tài)，可以享受到猶如飛機(jī)起飛時(shí)的推背加速感覺(jué)。

LEAF的起步、加速性能不僅表現(xiàn)在起步快、動(dòng)力足，提速過(guò)程及加速行駛也都非常平穩(wěn)。為實(shí)現(xiàn)高響應(yīng)的加速性能，開(kāi)發(fā)了配套的高響應(yīng)性驅(qū)動(dòng)電機(jī)，并且配用了為發(fā)揮其能力的控制軟件。對(duì)于順暢感，采用抑制齒隙等干擾對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的影響。從根本上來(lái)看，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)性與靜音性都要優(yōu)于發(fā)動(dòng)機(jī)。在純電動(dòng)汽車(chē)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)EV）驅(qū)動(dòng)電機(jī)優(yōu)越的領(lǐng)域，明顯地可以看出其與發(fā)動(dòng)機(jī)的區(qū)別，這在很大程度上提高了EV的商品性。

日產(chǎn)公司在開(kāi)發(fā)EV時(shí)，所確定的目標(biāo)就有：必須提高這種車(chē)型的商品性，使客戶(hù)親身體會(huì)到其平穩(wěn)、持續(xù)的加速與順暢感覺(jué)。從產(chǎn)品來(lái)看，實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵在于控制軟件的采用?？刂栖浖墒筁EAF驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)揮其功能，控制軟件效果的示意圖如圖2所示。圖2a為日產(chǎn)聆風(fēng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的照片，其上裝用了基于線(xiàn)性控制理論的控制軟件；圖2b表示EV起步時(shí)前后加速度的響應(yīng)特性。LEAF車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的響應(yīng)特性高于汽油車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)，而且變動(dòng)小。

控制軟件構(gòu)成的示意圖如圖3所示，大致可以分為3個(gè)部分，即決定電機(jī)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值、為實(shí)現(xiàn)駕駛?cè)艘庠傅能?chē)輛動(dòng)向、控制電機(jī)電流。本文主要對(duì)第2部分——如何實(shí)現(xiàn)車(chē)輛動(dòng)向加以闡述。

2 EV驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的線(xiàn)性非常高［4］

日產(chǎn)LEAF所采用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為容易控制的三相交流同步電動(dòng)機(jī)。其特點(diǎn)是：輸入轉(zhuǎn)矩指令值之后到實(shí)際產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的響應(yīng)時(shí)間短到2 ms，如圖4所示，而汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的這一時(shí)間要數(shù)百毫秒。電機(jī)的響應(yīng)性短至2ms左右，這樣就很容易實(shí)現(xiàn)按照駕駛?cè)说囊庠缚刂栖?chē)輛的動(dòng)向，并且在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，可以忽略驅(qū)動(dòng)電機(jī)的滯后。LEAF驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流的控制方法采用了普通的d-q軸矢量控制法。通過(guò)將輸入至驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流分為2個(gè)直流成分，可以提高對(duì)其的控制性能。圖4中，上半部分是d軸電流，下半部分是q軸電流，電機(jī)的轉(zhuǎn)速分別取2000r／min與8000r／min，在轉(zhuǎn)矩大小不同的條件下，所得時(shí)間常數(shù)都短至2ms。也就是說(shuō)，在電機(jī)大致全部工作范圍內(nèi)，都可以達(dá)到這一時(shí)間常數(shù)。

日產(chǎn)聆風(fēng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳遞系統(tǒng)的固有振動(dòng)頻率約為9.5 Hz。這一系統(tǒng)是由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速齒輪、驅(qū)動(dòng)軸及車(chē)輪組成的，如圖5a所示，將固有振動(dòng)頻率換算成時(shí)間常數(shù)約為17ms。圖5b為車(chē)輛的模型。圖5a中所計(jì)算的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳遞至車(chē)輪，基于圖5b的模型預(yù)測(cè)車(chē)輛的動(dòng)作。

一般來(lái)說(shuō)，在實(shí)施控制算法時(shí)，與控制對(duì)象的時(shí)間常數(shù)相比，執(zhí)行器要有10倍左右的響應(yīng)特性時(shí)，才可以按照意愿控制作為對(duì)象的系統(tǒng)。因此，確實(shí)需要響應(yīng)特性為2ms左右的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。日產(chǎn)LEAF就是在響應(yīng)特性較高的電機(jī)上，采用了線(xiàn)性很高的控制算法。LEAF的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有高線(xiàn)性，因此也高精度地實(shí)現(xiàn)了控制對(duì)象的建模。因?yàn)閷⒒诶碚摰闹饕惴ɡ脭?shù)式記錄下來(lái)，就可以控制開(kāi)發(fā)工時(shí)，提高可靠性。

車(chē)輛上設(shè)置的很多控制裝置中，有的裝置其輸入與輸出之間存在著很強(qiáng)的非線(xiàn)性關(guān)系，例如控制制動(dòng)的電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)ESC）就是這樣，很難用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)公式表示出其輸入與輸出之間的關(guān)系。對(duì)

此，可以采用if函數(shù)等判斷表達(dá)式，或者利用事先確定的表示輸入輸出關(guān)系的脈譜法，但需要在進(jìn)行試驗(yàn)的同時(shí)，還要根據(jù)行車(chē)環(huán)境等找出適當(dāng)?shù)呐袛啾磉_(dá)式及輸入輸出值等，因此，開(kāi)發(fā)時(shí)需要龐大的工時(shí)。

因?yàn)槿债a(chǎn)聆風(fēng)上沒(méi)有變速器，在建立算法時(shí)，只需一個(gè)必要的車(chē)輛模型，這也是減少開(kāi)發(fā)工時(shí)的因素之一。在有變速器的混合動(dòng)力汽車(chē)場(chǎng)合下，當(dāng)變速器換擋時(shí)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳遞系統(tǒng)的固有振動(dòng)頻率也將改變，所以，每一變速擋都必須找出車(chē)輛模型的常數(shù)。

此外，即便因部件的雜散性及路面狀況的差別等原因，固有振動(dòng)頻率及衰減系數(shù)多少有些變化，仍然選用一個(gè)車(chē)輛模型可以對(duì)應(yīng)的高魯棒性控制方法。因?yàn)榭刂栖浖?jiǎn)單、計(jì)算量減少，所以可高速控制。

3 完全抑制共振點(diǎn)附近的振動(dòng)

為抑制共振所建立的控制軟件如圖6所示，其主要由前饋（F／F）補(bǔ)償器與反饋（F／B）補(bǔ)償器2個(gè)系統(tǒng)組成?；镜乃悸肥牵很?chē)輛模型可以預(yù)測(cè)的現(xiàn)象利用F／F系統(tǒng)控制。這樣，行駛狀況的大部分現(xiàn)象可用F／F補(bǔ)償器應(yīng)對(duì)。另一方面，對(duì)被認(rèn)為是干擾的現(xiàn)象，即車(chē)輛模型不可能預(yù)測(cè)的現(xiàn)象利用F／B補(bǔ)償器加以抑制。例如：齒輪齒隙的影響等。F／B補(bǔ)償器的特點(diǎn)是：其中設(shè)置了可用傳遞函數(shù)H（s）表示的帶通濾波器。通過(guò)抑制齒隙的影響，希望給客戶(hù)帶來(lái)“順暢感”。

從理論上來(lái)講，只要有F／B補(bǔ)償器就可以獲得所期望的響應(yīng)。而并用了F／F補(bǔ)償器的話(huà)，則可以增大F／B補(bǔ)償器的效果。具體地說(shuō)是可以控制放大率，從而提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

對(duì)F／B補(bǔ)償器采用的是普通控制理論介紹的方法。其由實(shí)現(xiàn)響應(yīng)特性的函數(shù)（稱(chēng)此為規(guī)范模型）與車(chē)輛的輸入、輸出傳遞函數(shù)逆系統(tǒng)構(gòu)成，以保證車(chē)輛的動(dòng)作與意愿一致。因?yàn)轵?qū)動(dòng)系統(tǒng)的線(xiàn)性非常高，所以這樣簡(jiǎn)單的構(gòu)成就可以應(yīng)對(duì)多種狀況。此外，在導(dǎo)出車(chē)輛的輸入、輸出函數(shù)時(shí)，輸入確定了電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，輸出決定了電機(jī)的角速度。

F／B補(bǔ)償器具有修正功能，它按照電機(jī)角速度的檢測(cè)值與電機(jī)轉(zhuǎn)矩的輸入值，與推斷的目標(biāo)角速度之差來(lái)修正電機(jī)的轉(zhuǎn)矩。角速度的檢測(cè)值是從安裝在電機(jī)上的角度傳感器（VR轉(zhuǎn)速／解角傳感器）得來(lái)的。當(dāng)干擾造成目標(biāo)角速度與檢測(cè)值不一致時(shí)，則改動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，以修正偏差。

日產(chǎn)LEAF上裝用的F／B補(bǔ)償器的特點(diǎn)是：補(bǔ)償器上設(shè)置了與車(chē)輛固有振動(dòng)頻率相應(yīng)的帶通濾波器。一般來(lái)說(shuō)，在選用電機(jī)的F／B補(bǔ)償器時(shí)，采用的是濾除與角度傳感器輸出重疊的高頻干擾成分的低通濾波器。

采用帶通濾波器對(duì)高頻成分加以隔斷，這是為了保證制動(dòng)等時(shí)所產(chǎn)生的電機(jī)角速度的緩慢變化，不會(huì)使F／B補(bǔ)償器工作。如果沒(méi)有這一功能的話(huà)，例如在踩制動(dòng)時(shí)，電機(jī)的角速度緩慢下降的場(chǎng)合下，就會(huì)輸出轉(zhuǎn)矩，阻礙其緩慢下降。

帶通濾波器的中心頻率設(shè)定為約9.5 Hz，這恰好接近驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的固有振動(dòng)頻率。這樣做的目的是為了有效地抑制齒輪系統(tǒng)的齒隙在固有振動(dòng)頻率的附近產(chǎn)生干擾，如圖7所示。通過(guò)設(shè)置F／B補(bǔ)償器，可得出電機(jī)角速度對(duì)干擾的頻率特性的計(jì)算值，由此可以更好地抑制固有振動(dòng)頻率附近的共振。如果固有振動(dòng)頻率附近產(chǎn)生干擾，就會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)，這將損害車(chē)輛的順暢感。

從理論上可以確認(rèn)：干擾對(duì)聆風(fēng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的固有振動(dòng)頻率成分的影響可以為0。在控制理論上稱(chēng)此方法為近似零動(dòng)作。仿造這一術(shù)語(yǔ)，日產(chǎn)將聆風(fēng)所采用的控制方法稱(chēng)為“完美的零動(dòng)作”。

4 優(yōu)化組裝VR轉(zhuǎn)速／解角傳感器

如上所述，控制系統(tǒng)是由F／F補(bǔ)償器與F／B補(bǔ)償器構(gòu)成，裝設(shè)這一控制系統(tǒng)來(lái)控制電機(jī)時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果如圖8～圖11所示。圖8為只用F／F補(bǔ)償器進(jìn)行控制的場(chǎng)合下，加上階躍形轉(zhuǎn)矩指令值時(shí)車(chē)輛的響應(yīng)狀況。為了減少齒輪系統(tǒng)的齒隙影響，事先向電機(jī)輸入了正的初始轉(zhuǎn)矩。從結(jié)果看，采用F／F補(bǔ)償器就可以很好地抑

制扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，在100ms之內(nèi)就可以達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。對(duì)于扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，利用基于電機(jī)慣性力矩及驅(qū)動(dòng)軸的扭轉(zhuǎn)剛性等車(chē)輛各參數(shù)建立的模型，可以相對(duì)準(zhǔn)確地加以預(yù)測(cè)。圖8中，上圖為電機(jī)轉(zhuǎn)矩，下圖是加在驅(qū)動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)矩，沒(méi)有考慮干擾的影響。

但是，如前所述，僅利用F／F補(bǔ)償器，無(wú)法抑制齒隙等的影響，為此再加裝F／B補(bǔ)償器，加裝后的試驗(yàn)結(jié)果如圖9所示。在試驗(yàn)中，為了評(píng)價(jià)齒隙的影響，對(duì)電機(jī)預(yù)先加上了負(fù)的初始轉(zhuǎn)矩。圖9是僅有F／F補(bǔ)償器與既有F／F補(bǔ)償器、也有F／B補(bǔ)償器兩種場(chǎng)合的對(duì)比。從圖9可以看出，在僅有F／F補(bǔ)償器時(shí)，無(wú)法抑制齒隙等引發(fā)的干擾；當(dāng)再增加F／B補(bǔ)償器后，就可以有效地抑制干擾。

從結(jié)果來(lái)看，對(duì)只用F／F補(bǔ)償器無(wú)法對(duì)應(yīng)的齒隙引發(fā)的振動(dòng)，通過(guò)追加F／B補(bǔ)償器就可以抑制。在實(shí)際車(chē)輛上，從稍微減速的狀態(tài)到緩慢加速的狀況來(lái)看齒隙的影響時(shí)，其結(jié)果如圖10所示，這是特別容易產(chǎn)生影響的狀況，但前后加速度的變化很小。

要想實(shí)現(xiàn)順暢感，不僅要消除齒隙的影響，而且抑制干擾的問(wèn)題也很重要。驅(qū)動(dòng)電機(jī)的極數(shù)是有限的（日產(chǎn)聆風(fēng)為8極），產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)同步的轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)是不可避免的。當(dāng)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的頻率與驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳遞系統(tǒng)的諧振頻率一致時(shí)，在低頻領(lǐng)域，車(chē)身就會(huì)出現(xiàn)不可忽視的振動(dòng)；尤其是在必須較大轉(zhuǎn)矩的陡坡上，這個(gè)問(wèn)題更加嚴(yán)重。對(duì)此，聆風(fēng)車(chē)選用了新發(fā)明的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)控制方法，從而也可以抑制這種場(chǎng)合下出現(xiàn)的振動(dòng)，如圖11所示。

從聆風(fēng)的開(kāi)發(fā)到收尾階段，一直對(duì)防干擾措施研究了很多方案。為了抑制齒隙的影響，若強(qiáng)力地發(fā)揮F／B補(bǔ)償器的作用而增大放大率的話(huà)，角度傳感器（VR轉(zhuǎn)速／解角傳感器）的噪聲也將被放大。

為了達(dá)到同時(shí)抑制擾動(dòng)與噪聲的目的，在電機(jī)的制造工序上下了很多功夫。對(duì)VR轉(zhuǎn)速／解角傳感器的噪聲進(jìn)行了嚴(yán)密的控制。在實(shí)現(xiàn)靜音與抑制擾動(dòng)影響的前提下，決定F／B補(bǔ)償器的增益。

5 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了采用線(xiàn)性控制理論對(duì)日產(chǎn)聆風(fēng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行控制的思路與做法，采用線(xiàn)性控制理論控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)，提高了聆風(fēng)純電動(dòng)汽車(chē)的商品性，使客戶(hù)具有滿(mǎn)意的加速感與順暢感。

在日產(chǎn)聆風(fēng)上市的前2年，即5年前，也有技術(shù)人員發(fā)表文章認(rèn)為：目前，由于追求永磁同步電動(dòng)機(jī)的高效率與小型化，與舊式電動(dòng)機(jī)相比，越來(lái)越難以控制。過(guò)去是基于線(xiàn)性控制理論設(shè)計(jì)汽車(chē)電動(dòng)化系統(tǒng)，而現(xiàn)在電機(jī)內(nèi)部磁通的磁路為非線(xiàn)性，所以，非線(xiàn)性控制的課題擺在人們的面前。

［1］陳丁躍.現(xiàn)代汽車(chē)控制及其智能化［M］.西安：西安交通大學(xué)出版社，2011：8-9.

［2］顧建國(guó).透視日產(chǎn)聆風(fēng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)總成［OL］.第一電動(dòng)月刊：［2015-06-08］.http：／／m.d1ev.com／13123.html.

［3］電子工程世界［OL］.［2012-08-07］.http：／／www.eeworld. com.cn／qcdz／2012／0807／article_5778.html.

［4］日産リーフのモータ制御.線(xiàn)形理論で「スムーズさ」日経Automotive Technology［Z］.

附：注釋

1）if函數(shù)if函數(shù)一般是指Excel中的if函數(shù)，根據(jù)指定的條件來(lái)判斷其“真”（TRUE）、“假”（FALSE），根據(jù)邏輯計(jì)算的真假值，從而返回相應(yīng)的內(nèi)容。可以使用if函數(shù)對(duì)數(shù)值和公式進(jìn)行條件檢測(cè)。

2）線(xiàn)性控制系統(tǒng)當(dāng)控制系統(tǒng)各部件的輸入／輸出特性具有線(xiàn)性關(guān)系，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程可以用線(xiàn)性微分方程來(lái)描述時(shí)，則稱(chēng)這種系統(tǒng)為線(xiàn)性控制系統(tǒng)。線(xiàn)性系統(tǒng)的特點(diǎn)是可以應(yīng)用疊加原理；線(xiàn)性系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程與初始條件無(wú)關(guān)。滿(mǎn)足疊加原理的輸入輸出關(guān)系相對(duì)而言非常簡(jiǎn)單，容易分析，且方便對(duì)其設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)。其2個(gè)重要性質(zhì)在于：①可以選擇典型輸入來(lái)做試驗(yàn)，研究系統(tǒng)特性。例如，單位脈沖函數(shù)，一般輸入往往可以近似為單位脈沖函數(shù)的線(xiàn)性組合（積分）；正弦函數(shù)，可以用其傅立葉變換或者傅立葉級(jí)數(shù)近似一般函數(shù)；當(dāng)然，還可以以輸入變量的冪函數(shù)為典型函數(shù)，通過(guò)線(xiàn)性組合形成一般函數(shù)（泰勒展開(kāi)）。②輸入輸出關(guān)系的“斜率”，delta（y）／delta（u），delta為變化量，在整個(gè)輸入變化范圍都恒定，所以能在整個(gè)范圍內(nèi)用同樣的規(guī)律控制該系統(tǒng)，即為了補(bǔ)償輸出y的變化量delta（y），在任何工作點(diǎn)都可以用同樣大的控制補(bǔ)償量delta（u）。因此，應(yīng)引入各種方法或者從合適的角度去研究一個(gè)系統(tǒng)，盡量讓其行為表現(xiàn)為線(xiàn)性。例如，為了使得動(dòng)態(tài)系統(tǒng)也能表現(xiàn)為線(xiàn)性，引入拉普拉斯變換，將其輸入輸出關(guān)系表現(xiàn)為Y（s）=G（s）×U（s）。則可以削弱動(dòng)態(tài)行為的影響。所以，線(xiàn)性控制系統(tǒng)應(yīng)該是一門(mén)介紹常用的線(xiàn)性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的課程。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，可以了解自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本工作原理，常用的分析和設(shè)計(jì)方法。

3）非線(xiàn)性控制系統(tǒng)當(dāng)控制系統(tǒng)中含有一個(gè)或一個(gè)以上的非線(xiàn)性部件時(shí)，系統(tǒng)要用非線(xiàn)性方程來(lái)描述。由非線(xiàn)性方程來(lái)描述的控制系統(tǒng)稱(chēng)為非線(xiàn)性控制系統(tǒng)。在控制系統(tǒng)中典型的非線(xiàn)性部件有飽和非線(xiàn)性、死區(qū)非線(xiàn)性、繼電器特性非線(xiàn)性等。非線(xiàn)性系統(tǒng)不能應(yīng)用疊加原理；而且其動(dòng)態(tài)特性與初始條件有關(guān)。

任何物理系統(tǒng)的特性，精確地說(shuō)都是非線(xiàn)性的，但是在誤差允許范圍內(nèi)，可以將非線(xiàn)性特性線(xiàn)性化，近似地用線(xiàn)性微分方程來(lái)描述，這樣可以按照線(xiàn)性系統(tǒng)來(lái)處理。非線(xiàn)性系統(tǒng)的暫態(tài)特性與初始條件有關(guān)，從這一點(diǎn)來(lái)看，它與線(xiàn)性系統(tǒng)有很大區(qū)別。例如，當(dāng)偏差的初始值很小時(shí)，系統(tǒng)的暫態(tài)過(guò)程為穩(wěn)定多；當(dāng)偏差量的初始值較大時(shí)，則可能變?yōu)椴环€(wěn)定的。而線(xiàn)性系統(tǒng)的暫態(tài)過(guò)程則與初始條件無(wú)關(guān)。

（編輯 楊景）

Linear Control of Driving Motor for NISSAN LEAF

ZHOU Quan

One of the most important targets in the development of driving motor for NISSAN LEAF is to realize the stability，sustained and smooth acceleration.The key to this target is the driving motor software with 2 ms time constant and much high response characteristic.The acceleration is formed by using the algorithm based on linear control principle，which can suppress the effect of backlash and gain smooth feeling.

pure EV；driving motor；acceleration；software

U469.72

A

1003－8639（2016）04－0001－05

2015-10-27