【摘要】：隨著新能源汽車的大力推廣及其關(guān)鍵零部件技術(shù)的攻堅(jiān),高性能的永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)研究至關(guān)重要。電動(dòng)汽車用內(nèi)置式永磁同步電機(jī)(IPMSM)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸出的轉(zhuǎn)矩必須精確地跟隨駕駛員需求轉(zhuǎn)矩,同時(shí)快速響應(yīng)復(fù)雜的行車工況。隨著高性能控制技術(shù)的發(fā)展,模型預(yù)測(cè)控制方法近來在永磁同步電機(jī)的控制中得到了廣泛的研究與應(yīng)用。本論文針對(duì)車用永磁同步電機(jī)的模型預(yù)測(cè)控制方法展開了以下研究:首先,通過國(guó)內(nèi)外專利和文獻(xiàn)的查新工作,總結(jié)分析了國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,具體分析了線性和非線性MPC、有限集控制和連續(xù)集控制的MPC在永磁同步電機(jī)控制方面的研究。根據(jù)永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),分析IPMSM的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)�；诙ㄗ屿o止坐標(biāo)系和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系建立IPMSM的數(shù)學(xué)模型;研究了IPMSM的最大轉(zhuǎn)矩電流比控制(MTPA)、弱磁控制和傳統(tǒng)的車用IPMSM矢量控制方法,為模型預(yù)測(cè)控制研究作重要的理論基礎(chǔ)。接著,對(duì)基于直接電流的模型有限集模型預(yù)測(cè)控制(DCFCS-MPC)、基于直接轉(zhuǎn)矩的模型有限集模型預(yù)測(cè)控制(DTFCS-MPC)和無差拍預(yù)測(cè)控制(ND-MPC)三類模型預(yù)測(cè)控制方法進(jìn)行了理論研究,對(duì)其應(yīng)用于車用IPMSM的控制進(jìn)行模型設(shè)計(jì);對(duì)比分析三種模型預(yù)測(cè)控制方法的控制效果。接著,研究開關(guān)頻率優(yōu)化的車用永磁同步電機(jī)單步預(yù)測(cè)控制的FCS-MPC,對(duì)開關(guān)矢量集合進(jìn)行精簡(jiǎn)以減小成本函數(shù)評(píng)價(jià)過程的計(jì)算量,并提出了基于歷史開關(guān)的開關(guān)矢量?jī)?yōu)選策略以滿足開關(guān)頻率約束,建模分析表明開關(guān)頻率優(yōu)化的可行性。隨后,對(duì)于車用IPMSM中低速運(yùn)行區(qū),研究基于最大轉(zhuǎn)矩電流比的DCFCS-MPC,推導(dǎo)確定交直軸電流的參考值,設(shè)計(jì)成本函數(shù)包含電流最小化目標(biāo)和最大電流圓約束,并實(shí)現(xiàn)電流反饋校正的閉環(huán)控制。對(duì)于車用IPMSM高速運(yùn)行區(qū),研究基于弱磁的DTFCS-MPC,確定參考定子磁鏈幅值參考輸入,設(shè)計(jì)成本函數(shù)包含轉(zhuǎn)矩磁鏈最小化目標(biāo)和最大轉(zhuǎn)矩電壓比約束。對(duì)兩個(gè)區(qū)域的控制算法分段研究,并進(jìn)行整合,仿真驗(yàn)證了所研究模型預(yù)測(cè)控制算法在車用IPMSM較寬速度范圍進(jìn)行連續(xù)控制的可行性。最后,設(shè)計(jì)基于模型預(yù)測(cè)控制的電機(jī)控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),根據(jù)所研究的算法設(shè)計(jì)軟件流程及編程實(shí)現(xiàn),通過基于EPT150電機(jī)測(cè)試臺(tái)架對(duì)算法的可行性進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。
【圖文】：

圖 2.13 基于傳統(tǒng)矢量控制的 d 軸電流曲線Fig 2.13di curve of IPMSM by traditional vector control章小結(jié)

圖 2.13 基于傳統(tǒng)矢量控制的 d 軸電流曲線Fig 2.13di curve of IPMSM by traditional vector control章小結(jié)
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U469.7

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2618542