本文關(guān)鍵詞：反凸極永磁同步輪轂電機(jī)控制策略研究

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【摘要】：反凸極永磁同步電機(jī)由于直軸電感大于交軸電感能夠?qū)崿F(xiàn)更寬的擴(kuò)速范圍,因此在電動(dòng)汽車(chē)輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本文針對(duì)反凸極電機(jī)特點(diǎn),分析了其在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)和恒功率區(qū)的工作模式,針對(duì)輪轂電機(jī)工作過(guò)程中參數(shù)變化范圍大的特點(diǎn),提出了自適應(yīng)最大轉(zhuǎn)矩電流比控制策略和自適應(yīng)弱磁控制策略。主要研究?jī)?nèi)容有以下幾個(gè)方面:首先,針對(duì)反凸極永磁同步輪轂電機(jī)自身結(jié)構(gòu)參數(shù)特點(diǎn),從理論上分析了反凸極永磁同步電機(jī)與傳統(tǒng)正凸極永磁同步電機(jī)在各工作狀態(tài)下的差異,針對(duì)基速以上和基速以下分別選擇了適應(yīng)各工作狀態(tài)的控制策略,搭建了反凸極永磁電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái),針對(duì)具體試驗(yàn)樣機(jī),通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了系統(tǒng)的控制效果。其次,由于電機(jī)在復(fù)雜工況下參數(shù)變化大,研究了基于最小二乘法的電機(jī)在線參數(shù)辨識(shí)方法。針對(duì)傳統(tǒng)最小二乘法在線參數(shù)辨識(shí)方程的欠秩問(wèn)題,提出了分步最小二乘法的參數(shù)辨識(shí)策略。從理論上分析了參數(shù)辨識(shí)誤差產(chǎn)生的原因,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)各個(gè)影響因素進(jìn)行對(duì)比研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了分步最小二乘法參數(shù)辨識(shí)的快速性和準(zhǔn)確性。再次,在理論上分析了參數(shù)變化對(duì)最大轉(zhuǎn)矩電流比控制的影響,提出了自適應(yīng)最大轉(zhuǎn)矩電流比控制。通過(guò)對(duì)電機(jī)參數(shù)辨識(shí)程序的調(diào)用,周期性的對(duì)電機(jī)內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行在線校正并將校正后的參數(shù)用于計(jì)算在線最大轉(zhuǎn)矩電流比曲線,實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)最大轉(zhuǎn)矩電流比控制,并通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了自適應(yīng)最大轉(zhuǎn)矩電流比控制的有效性。最后,提出了電壓給定自適應(yīng)弱磁控制策略,實(shí)現(xiàn)了對(duì)反凸極永磁電機(jī)的弱磁擴(kuò)速控制。通過(guò)分析電壓限制下控制系統(tǒng)電流環(huán)PI狀態(tài),利用交直軸電壓給定作為控制量,用以計(jì)算直軸電流給定。并在電機(jī)工作狀態(tài)變化、直流母線電壓變化及電機(jī)內(nèi)部參數(shù)變化條件下對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,結(jié)果表明所提出的自適應(yīng)弱磁控制能夠適應(yīng)各種條件變化實(shí)現(xiàn)弱磁控制。
【關(guān)鍵詞】：永磁電機(jī) 反凸極 在線參數(shù)辨識(shí) 自適應(yīng)控制 最大轉(zhuǎn)矩電流比控制 弱磁控制
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM341;U469.72
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題來(lái)源及研究的目的和意義9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析9-16
• 1.2.1 反凸極永磁同步電機(jī)的控制策略9-11
• 1.2.2 最大轉(zhuǎn)矩電流比控制策略研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.3 永磁電機(jī)在線參數(shù)辨識(shí)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.4 弱磁控制策略研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 第2章 反凸極永磁同步電機(jī)的運(yùn)行特性及控制策略18-31
• 2.1 引言18
• 2.2 凸極特性對(duì)電機(jī)控制方式的影響18-22
• 2.3 基速以下控制策略22-24
• 2.3.1 Id=0 控制策略22
• 2.3.2 MTPA控制策略22-23
• 2.3.3 基速以下控制策略選擇23-24
• 2.4 基速以上控制策略24-26
• 2.4.1 公式法24-25
• 2.4.2 查表法25
• 2.4.3 自適應(yīng)弱磁控制25-26
• 2.4.4 基速以上控制策略選擇26
• 2.5 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建26-30
• 2.5.1 反凸極電機(jī)總控制系統(tǒng)26-27
• 2.5.2 反凸極實(shí)驗(yàn)樣機(jī)27
• 2.5.3 電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)27-29
• 2.5.4 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)運(yùn)行曲線29-30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第3章 永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)研究31-43
• 3.1 引言31
• 3.2 基于最小二乘法的電機(jī)參數(shù)辨識(shí)31-34
• 3.2.1 常規(guī)最小二乘法實(shí)現(xiàn)電機(jī)參數(shù)辨識(shí)31-34
• 3.2.2 常規(guī)最小二乘法參數(shù)辨識(shí)的欠秩問(wèn)題34
• 3.3 分步最小二乘法參數(shù)辨識(shí)34-36
• 3.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證36-42
• 3.4.1 辨識(shí)誤差影響因素分析37
• 3.4.2 轉(zhuǎn)速對(duì)參數(shù)辨識(shí)的影響37-38
• 3.4.3 負(fù)載對(duì)參數(shù)辨識(shí)的影響38
• 3.4.4 直軸電流脈沖幅值對(duì)參數(shù)辨識(shí)的影響38-39
• 3.4.5 直軸電流脈沖初值對(duì)參數(shù)辨識(shí)的影響39-40
• 3.4.6 直軸電流脈沖寬度對(duì)參數(shù)辨識(shí)的影響40-41
• 3.4.7 分步方式對(duì)參數(shù)辨識(shí)的影響41-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第4章 自適應(yīng)最大轉(zhuǎn)矩電流比控制策略研究43-54
• 4.1 引言43
• 4.2 電機(jī)參數(shù)對(duì)MTPA控制的影響43-45
• 4.2.1 電機(jī)參數(shù)對(duì)MTPA曲線的影響43-44
• 4.2.2 MTPA與Id=0 控制的對(duì)比分析44-45
• 4.3 自適應(yīng)最大轉(zhuǎn)矩電流比控制45-46
• 4.4 仿真驗(yàn)證46-49
• 4.4.0 在線參數(shù)辨識(shí)仿真驗(yàn)證47-48
• 4.4.1 自適應(yīng)MTPA與Id=0 控制策略對(duì)比48
• 4.4.2 自適應(yīng)MTPA與離線MTPA控制策略對(duì)比48-49
• 4.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證49-52
• 4.6 本章小結(jié)52-54
• 第5章 反凸極電機(jī)弱磁控制研究54-68
• 5.1 引言54
• 5.2 電流環(huán)PI飽和觀測(cè)法54-57
• 5.2.1 電流環(huán)PI飽和觀測(cè)法理論分析54-55
• 5.2.2 基于電流環(huán)飽和觀測(cè)法的弱磁控制系統(tǒng)55-56
• 5.2.3 電流環(huán)飽和觀測(cè)法缺點(diǎn)56-57
• 5.3 電壓給定自適應(yīng)法57
• 5.4 仿真驗(yàn)證57-60
• 5.4.1 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩變化自適應(yīng)驗(yàn)證57-58
• 5.4.2 母線電壓變化自適應(yīng)驗(yàn)證58-59
• 5.4.3 參數(shù)變化自適應(yīng)驗(yàn)證59-60
• 5.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證60-66
• 5.5.1 不同轉(zhuǎn)速弱磁擴(kuò)速實(shí)驗(yàn)61-62
• 5.5.2 不同負(fù)載轉(zhuǎn)矩弱磁擴(kuò)速實(shí)驗(yàn)62
• 5.5.3 改變直流母線電壓弱磁擴(kuò)速實(shí)驗(yàn)62-63
• 5.5.4 參數(shù)變化后弱磁擴(kuò)速實(shí)驗(yàn)63-64
• 5.5.5 恒功率弱磁擴(kuò)速實(shí)驗(yàn)64-65
• 5.5.6 0.5 倍最大功率弱磁擴(kuò)速實(shí)驗(yàn)65-66
• 5.6 本章小結(jié)66-68
• 結(jié)論68-69
• 參考文獻(xiàn)69-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果74-76
• 致謝76

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