本文關鍵詞：基于英飛凌TC1782的車用永磁同步電機控制器研發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：永磁同步電機因其結構簡單、重量輕、體積小、效率高、轉(zhuǎn)動慣量小、功率因數(shù)高等優(yōu)越的性能,現(xiàn)已成為電驅(qū)動領域的主力電機。作為控制電機工作的裝置,電機控制器是電驅(qū)動系統(tǒng)的大腦。本課題來源于實際科研項目,論文的主要內(nèi)容包括對矢量控制算法的研究以及控制器的硬件和軟件設計�？刂扑惴ㄗ鳛橛绊戨姍C控制器性能的重要因素,對其研究及改進能提高控制器的性能。傳統(tǒng)的電機矢量控制的性能依賴于電機參數(shù)的準確性,而車用電機的工作環(huán)境是復雜多變的,電機運行工況的不同會使其參數(shù)發(fā)生變化,這會對矢量控制的性能帶來影響。針對這個問題,本文從永磁同步電機在三相靜止軸系下的數(shù)學模型出發(fā),根據(jù)坐標變換,推導了兩相旋轉(zhuǎn)軸系下的永磁同步電機數(shù)學模型,并根據(jù)此模型探討基于傳統(tǒng)矢量控制策略的伺服系統(tǒng)的工作原理及其存在的問題。在此基礎上,本文推導了永磁同步電機基于定子磁鏈的數(shù)學模型,提出采用基于定子磁鏈估算的矢量控制策略,從而在控制算法中避開受電機運行工況影響較大的電機電感、永磁體磁鏈等參數(shù),以減小控制性能受其變化的影響。為消除因電流測量的誤差引起的定子磁鏈觀測的誤差,提高磁鏈觀測的精度,本文首先分析比較了現(xiàn)有的定子磁鏈觀測器,基于此提出在系統(tǒng)的定子磁鏈觀測器中采用一種新型的雙低通濾波器來替代純積分,估算定子磁鏈。并考慮到永磁同步電機轉(zhuǎn)子磁鏈對觀測器起動過程的影響,對觀測器模型進行了相關的改進。為驗證所提算法的可行性,利用MATLAB/Simulink工具箱建立基于定子磁鏈估算的永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)的仿真模型,進行相關的仿真分析。為適應復雜的汽車工作環(huán)境,保證安全性和可靠性,本文選用Infineon的32位汽車級單片機TC1782作為控制器的核心控制芯片,與一般的工業(yè)級芯片相比,其具有更強的抵抗電磁干擾的能力以及更寬范圍的工作溫度。控制器的硬件設計主要包括基于TC1782的最小系統(tǒng)以及相關外圍功能電路的設計。在集成開發(fā)平臺TASKING下完成控制器的軟件設計。在完成控制器的所有硬件調(diào)試和軟件調(diào)試之后,用所設計的控制器進行試驗,試驗結果表明該系統(tǒng)能達到預期的設計目標,并且溫度、電流等工況的大幅變化沒有對控制器的性能造成影響,具有實際工程運用價值。
【關鍵詞】：永磁同步電機控制器 TC1782 矢量控制 磁鏈觀測器
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM341;TP273
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 課題研究的目的及意義8-9
• 1.2 永磁同步電機及其控制策略的發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀9-12
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容12-14
• 2 永磁同步電機數(shù)學模型及其矢量控制基本原理14-24
• 2.1 永磁同步電機數(shù)學模型14-20
• 2.1.1 三相靜止ABC軸系下的數(shù)學模型14-16
• 2.1.2 三相靜止ABC軸系到兩相靜止 α-β 軸系的相變換16-18
• 2.1.3 兩相靜止 α-β 軸系到兩相旋轉(zhuǎn)d-q軸系的整流子變換18-20
• 2.1.4 兩相旋轉(zhuǎn)d-q軸系下的數(shù)學模型20
• 2.2 基于轉(zhuǎn)子磁場定向的永磁同步電機矢量控制20-23
• 2.3 本章小結23-24
• 3 基于定子磁鏈估算的永磁同步電機矢量控制24-32
• 3.1 基于定子磁鏈估算的永磁同步電機矢量控制策略24-27
• 3.1.1 基于定子磁鏈的永磁同步電機數(shù)學模型24-25
• 3.1.2 基于定子磁鏈估算的永磁同步電機矢量控制25-27
• 3.2 磁鏈觀測器的選擇27-30
• 3.2.1 現(xiàn)有的定子磁鏈觀測方法27
• 3.2.2 雙低通濾波器法定子磁鏈觀測器27-30
• 3.3 本章小結30-32
• 4 基于定子磁鏈估算的永磁同步電機矢量控制仿真與分析32-41
• 4.1 基于定子磁鏈估算的永磁同步電機矢量控制仿真模型組成32-36
• 4.1.1 基于定子磁鏈估算的永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)仿真模型32
• 4.1.2 考慮磁路飽和的永磁同步電機模塊32-33
• 4.1.3 基于雙低通濾波器法的定子磁鏈觀測器模塊33-34
• 4.1.4 坐標變換模塊34-35
• 4.1.5 轉(zhuǎn)速、電流閉環(huán)模塊35-36
• 4.2 基于定子磁鏈估算的永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)仿真與分析36-40
• 4.3 本章小結40-41
• 5 車用永磁同步電機控制器的硬件及軟件設計41-61
• 5.1 車用永磁同步電機控制器系統(tǒng)方案設計41-43
• 5.2 車用永磁同步電機控制器的硬件設計43-53
• 5.2.1 基于TC1782的最小系統(tǒng)設計43-45
• 5.2.2 模擬信號前級調(diào)理電路45-47
• 5.2.3 轉(zhuǎn)子位置檢測電路47-49
• 5.2.4 基于PT1000的溫度檢測電路49-50
• 5.2.5 通信模塊設計50-51
• 5.2.6 基于CPLD的邏輯電路51-52
• 5.2.7 IPM的驅(qū)動隔離電路52-53
• 5.3 車用永磁同步電機控制器的軟件設計53-56
• 5.4 試驗結果及其分析56-60
• 5.4.1 試驗平臺56-57
• 5.4.2 試驗結果及分析57-60
• 5.5 本章小結60-61
• 6 結論與展望61-63
• 致謝63-64
• 參考文獻64-67

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本文編號：477393