【摘要】：隨著世界范圍內(nèi)電動汽車技術(shù)的不斷發(fā)展,對電機驅(qū)動控制系統(tǒng)的性能提出了越來越高的要求。永磁同步電動機由于其體積小、重量輕以及功率密度高、效率高等特點,逐步成為了電動汽車用電機的首選,相應(yīng)的永磁同步電動機驅(qū)動控制技術(shù)也逐漸成為各國研究的熱點。本文以永磁同步電動機作為研究對象,對其相應(yīng)的控制策略展開了研究,為電動汽車用永磁同步電動機驅(qū)動控制系統(tǒng)提供了一定的設(shè)計思路。首先,本文對電動汽車的發(fā)展歷程進行了研究,對永磁同步電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制策略以及無位置傳感器技術(shù)的發(fā)展進行了分析。對永磁同步電動機的基本結(jié)構(gòu)以及工作原理進行了分析,給出了其數(shù)學(xué)模型。其次,對永磁同步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制理論進行了詳細介紹,基于模糊控制理論,設(shè)計模糊PI控制器;基于定子電流最優(yōu)控制策略,對給定參考磁鏈進行了分析設(shè)計,構(gòu)建了變磁鏈調(diào)節(jié)器,據(jù)此搭建變磁鏈模糊直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng),并進行了系統(tǒng)仿真分析。此外,重點研究了卡爾曼濾波器算法,介紹了擴展卡爾曼濾波器的基本原理、數(shù)學(xué)模型以及狀態(tài)估計方法,搭建了基于擴展卡爾曼濾波器的無位置傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng),并進行了系統(tǒng)的仿真實驗分析。最后,針對電動汽車用永磁同步電動機的控制系統(tǒng)進行了硬件與軟件設(shè)計,簡單介紹了控制系統(tǒng)各組成的硬件電路設(shè)計原理,并給出了部分器件的選型。對控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計進行了詳細介紹,給出了各個控制子程序的設(shè)計流程圖。
【圖文】：

圖 1.1 純電動汽車驅(qū)動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig. 1.1 The structure of electric vehicle drive control system隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及人們對于汽車功能需求的不斷提升，現(xiàn)代電動汽車正步往高效節(jié)能、智能化方向發(fā)展。圖 1.1 為純電動汽車驅(qū)動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，看出現(xiàn)代電動汽車的主要組成包括電機及驅(qū)動控制系統(tǒng)、電池能量供應(yīng)系統(tǒng)以電機動力子控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)利用電池能量對電機的有效驅(qū)動，能量控制系統(tǒng)能夠完成能量的回饋存儲。該控制系統(tǒng)包含眾多關(guān)鍵技術(shù)，主要有電機驅(qū)動技術(shù)、電子技術(shù)、能量管理技術(shù)等，與此同時現(xiàn)代智能電動汽車還要求具有自動導(dǎo)航與駕自動泊車、智能互聯(lián)等功能。雖然電動汽車的發(fā)展勢頭一直延續(xù)火熱，電動汽車技斷得到提升，但是目前仍然存在許多問題亟需解決，主要包括以下幾個方面[17]：(1) 電動機驅(qū)動控制的效率問題。由于純電動汽車的能量來源只限于存儲于蓄電池電能供給，因此，如何在有限的蓄電池容量內(nèi)更大效率的利用電能成為當(dāng)前技術(shù)的，為了提高電動汽車的運行里程，需要提高系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化效率，對電池能量進行的管理，因此，需要采用更為先進的控制方法。(2) 基于永磁同步電動機固有的特性性能，為了實現(xiàn)電機的高效率運行，還需要進對其控制策略進行研究。對于電機的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，要盡可能的進行簡化，同時對

應(yīng)速度快等優(yōu)點。本章將永磁同步電動機作為研究對象，同技術(shù)進行分析介紹，構(gòu)建基于直接轉(zhuǎn)矩控制的永磁同步電動機步電動機基本結(jié)構(gòu)及工作原理同步電動機結(jié)構(gòu)特點于傳統(tǒng)電勵磁的同步電動機原理，永磁同步電動機的原理與傳原理相同，但是在內(nèi)部轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)方面，永磁同步電動機沒有勵電動機其內(nèi)部磁場的產(chǎn)生由電勵磁產(chǎn)生，而永磁同步電動機內(nèi)現(xiàn)勵磁過程，轉(zhuǎn)子磁場的產(chǎn)生是由永磁體的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生。同時有電刷以及集電環(huán)等裝置，因此電機沒有勵磁損耗，在運行可靠性得到提升，功率因素也得以提高�；� PMSM 簡單的裝配成本也得到降低。磁同步電動機轉(zhuǎn)子上永磁體的安裝位置以及形式的不同，可兩類基本結(jié)構(gòu)：表面式與內(nèi)置式，其基本結(jié)構(gòu)如圖 2.1 所示
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP273;U469.72

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本文編號：2620174