本文關(guān)鍵詞：EHPS系統(tǒng)用永磁同步電機無位置傳感器控制研究

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【摘要】：汽車技術(shù)對輔助系統(tǒng)電動化的發(fā)展要求導(dǎo)致本文以電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EHPS)作為研究重點。在傳統(tǒng)的助力電機調(diào)速系統(tǒng)中,是通過轉(zhuǎn)子軸上安裝的位置傳感器,來得到電機的轉(zhuǎn)子位置和速度,由于傳統(tǒng)的位置傳感器存在諸多不足,制約助力電機調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展。本文考慮在EHPS系統(tǒng)助力電機上應(yīng)用無位置傳感器控制技術(shù),以取消傳統(tǒng)霍爾效應(yīng)或光電式位置傳感器,可以有效降本增效,簡化結(jié)構(gòu),這使得對永磁同步電機無位置傳感器控制做進一步完善具有十分重要的意義。本文結(jié)合EHPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及助力特性,根據(jù)系統(tǒng)對助力電機提出的控制要求,對EHPS系統(tǒng)用永磁同步電機的無位置傳感器控制展開研究,驗證EHPS系統(tǒng)中助力電機選用永磁同步電機并應(yīng)用無位置傳感器控制方法的可行性。文章首先研究EHPS系統(tǒng)的工作原理與助力特性,建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,利用MATLAB/Simulink建立EHPS系統(tǒng)的仿真模型;對EHPS系統(tǒng)中電機轉(zhuǎn)速與液壓助力的關(guān)系進行仿真分析,得出EHPS系統(tǒng)對助力電機的控制要求。然后,根據(jù)助力電機的控制要求,針對EHPS系統(tǒng)用永磁同步電機,提出與之匹配的控制方案,選定適合的電機控制策略與無位置傳感器控制方法,分析選定的無位置傳感器控制方法的基本原理和控制模型。最后,通過提出的電機控制方案,建立基于高頻信號注入法的永磁同步電機無傳感器系統(tǒng)仿真模型,完成電機轉(zhuǎn)速控制。通過仿真分析來驗證提出的方案的可行性,實現(xiàn)EHPS系統(tǒng)用永磁同步電機的無位置傳感器控制。仿真結(jié)果證明應(yīng)用脈振高頻電壓注入法的助力電機無位置傳感器控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)電機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié),驗證EHPS系統(tǒng)中助力電機選用永磁同步電機并應(yīng)用無位置傳感器控制方法的可行性。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電機 無位置傳感器 矢量控制 高頻信號注入法
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11-15
• 1.2.1 EHPS系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 永磁同步電機的發(fā)展現(xiàn)狀12
• 1.2.3 永磁同步電機控制理論的發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.2.4 無位置傳感器控制的發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容15-16
• 第2章 EHPS系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和控制策略16-27
• 2.1 EHPS系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型16-24
• 2.1.1 轉(zhuǎn)向盤到轉(zhuǎn)向柱、轉(zhuǎn)向扭桿的數(shù)學(xué)模型16-17
• 2.1.2 轉(zhuǎn)向柱到轉(zhuǎn)閥閥口開度的數(shù)學(xué)模型17-19
• 2.1.3 轉(zhuǎn)向閥閥口開度到油壓變化的數(shù)學(xué)模型19-21
• 2.1.4 油壓助力到齒條位移的數(shù)學(xué)模型21-22
• 2.1.5 小齒輪的數(shù)學(xué)模型22
• 2.1.6 齒條位移到車輪轉(zhuǎn)角的數(shù)學(xué)模型22-23
• 2.1.7 求解齒條位移的數(shù)學(xué)模型23
• 2.1.8 車輪轉(zhuǎn)角與齒條位移的對應(yīng)關(guān)系23-24
• 2.2 EHPS系統(tǒng)的控制策略24-26
• 2.2.1 EHPS系統(tǒng)的助力特性24-25
• 2.2.2 EHPS系統(tǒng)上層控制策略25-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 第3章 EHPS系統(tǒng)的仿真分析與助力電機的控制策略27-48
• 3.1 EHPS系統(tǒng)的仿真模型27-32
• 3.1.1 轉(zhuǎn)向盤到轉(zhuǎn)向柱、轉(zhuǎn)向扭桿的仿真模型27-28
• 3.1.2 齒條位移到小齒輪轉(zhuǎn)角的仿真模型28-29
• 3.1.3 電機轉(zhuǎn)速到齒輪泵流量以及系數(shù)k的仿真模型29
• 3.1.4 求解小齒輪傳遞作用力、力矩的仿真模型29-30
• 3.1.5 求解轉(zhuǎn)向閥開度的仿真模型30
• 3.1.6 求解液壓動力缸作用油壓的仿真模型30-31
• 3.1.7 EHPS系統(tǒng)的仿真模型31-32
• 3.2 EHPS系統(tǒng)的仿真分析32-35
• 3.2.1 電機轉(zhuǎn)速與液壓助力的關(guān)系32-34
• 3.2.2 助力電機的控制要求34-35
• 3.3 助力電機的控制策略35-46
• 3.3.1 永磁同步電機的基本控制方法35
• 3.3.2 永磁同步電機的矢量控制方法35-36
• 3.3.3 助力電機的無位置傳感器控制方法36-38
• 3.3.4 高頻信號注入法的比較38-40
• 3.3.5 脈振高頻電壓注入法的基本原理40-43
• 3.3.6 脈振高頻電壓注入法的控制策略43-46
• 3.4 本章小結(jié)46-48
• 第4章 助力電機無位置傳感器控制系統(tǒng)的仿真研究48-69
• 4.1 永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型48-53
• 4.1.1 永磁同步電機類型的選擇48-49
• 4.1.2 永磁同步電機的d-q坐標(biāo)系數(shù)學(xué)模型49-53
• 4.2 永磁同步電機的矢量控制模型53-56
• 4.2.1 基于脈振高頻電壓注入法的矢量控制模型53-55
• 4.2.2 轉(zhuǎn)速環(huán)和電流環(huán)的設(shè)計55-56
• 4.3 電機的脈振高頻電壓注入法仿真研究56-64
• 4.3.1 高速區(qū)運行仿真57-60
• 4.3.2 低速區(qū)運行仿真60-63
• 4.3.3 突反轉(zhuǎn)運行仿真63-64
• 4.4 影響高頻電壓注入法轉(zhuǎn)子位置估計的因素64-68
• 4.4.1 注入高頻電壓頻率及幅值的影響65-66
• 4.4.2 系統(tǒng)硬件的影響66-67
• 4.4.3 濾波器的影響67
• 4.4.4 多凸極的影響67-68
• 4.5 本章小結(jié)68-69
• 結(jié)論69-70
• 參考文獻70-74
• 致謝74

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