【摘要】：電動(dòng)汽車可以解決能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題,因此作為電動(dòng)汽車核心技術(shù)之一的電機(jī)控制技術(shù)成為研究的重點(diǎn)。永磁同步電機(jī)因其效率高、調(diào)速范圍寬等優(yōu)勢(shì),在電動(dòng)汽車領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,但其控制算法計(jì)算量大,對(duì)微控制器的處理要求高,尤其是在處理速度方面。將FPGA與DSP進(jìn)行對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),FPGA運(yùn)算速度更快,實(shí)時(shí)性更強(qiáng)。本文以電動(dòng)汽車為工程背景,以永磁同步電機(jī)為具體對(duì)象,以設(shè)計(jì)開發(fā)一種基于FPGA的電動(dòng)汽車用永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)為目標(biāo),圍繞基于抗積分飽和PI控制的永磁同步電機(jī)MTPA-FW控制方法和控制系統(tǒng)的軟硬件實(shí)現(xiàn),進(jìn)行了深入的研究,主要工作和結(jié)論如下:針對(duì)電動(dòng)汽車低速啟動(dòng)、爬坡需要大轉(zhuǎn)矩和高速行駛的需求以及傳統(tǒng)_di=0控制存在磁阻轉(zhuǎn)矩利用率低和PI控制存在速度超調(diào)量大、抗干擾能力差的問(wèn)題,提出一種基于抗積分飽和PI速度調(diào)節(jié)器的永磁同步電機(jī)MTPA-FW控制方法。在該方法中,抗積分飽和PI速度調(diào)節(jié)器,有效地解決傳統(tǒng)PI控制下速度響應(yīng)慢,超調(diào)量大的問(wèn)題�；赺qi電流反饋的最大轉(zhuǎn)矩電流比控制,解決了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)矩電流高次方程難以求解的問(wèn)題,同時(shí)滿足了電動(dòng)汽車低速啟動(dòng)和爬坡需要大轉(zhuǎn)矩的要求。負(fù)_di補(bǔ)償法弱磁控制,有效地?cái)U(kuò)大了電動(dòng)汽車的速度范圍。MATLAB仿真結(jié)果表明,該控制方法下,電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)低速下的MTPA控制和高速下的弱磁控制,并且轉(zhuǎn)速能夠平滑的從恒轉(zhuǎn)矩區(qū)過(guò)渡到恒功率區(qū),同時(shí)轉(zhuǎn)速超調(diào)量小,抗干擾能力強(qiáng)。針對(duì)提出的基于抗積分飽和PI速度調(diào)節(jié)器的永磁同步電機(jī)MTPA-FW控制方法,設(shè)計(jì)了一種基于FPGA的電動(dòng)汽車用永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng),采用模塊化的設(shè)計(jì)方式,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)里的坐標(biāo)變換模塊、SVPWM模塊、PI模塊、MTPA模塊等模塊。通過(guò)調(diào)用Modelsim軟件,對(duì)設(shè)計(jì)的模塊進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明,設(shè)計(jì)的模塊正確可行。最后設(shè)計(jì)了永磁同步電機(jī)控制主電路及外圍電路,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。經(jīng)過(guò)MATLAB、FPGA仿真及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,本文設(shè)計(jì)的基于FPGA的電動(dòng)汽車用永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)具有良好的抗擾動(dòng)能力和動(dòng)態(tài)性能,速度范圍寬、響應(yīng)較快,超調(diào)量很小,基本滿足道路上電動(dòng)汽車的行駛要求。
【圖文】：

小型電動(dòng)汽車

電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的基本組成框圖
【學(xué)位授予單位】：湖南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM341

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前9條

1 劉春雅;馮向莉;;基于CORDIC算法的數(shù)控振蕩器及其FPGA實(shí)現(xiàn)[J];自動(dòng)化與儀器儀表;2015年08期

2 汪兆棟;游林儒;曾文濤;;電動(dòng)汽車寬速域優(yōu)化算法及弱磁控制策略研究[J];微電機(jī);2015年07期

3 黃智宇;陳俊兵;;電動(dòng)汽車用永磁同步電機(jī)起動(dòng)過(guò)程分析與實(shí)現(xiàn)[J];電機(jī)與控制應(yīng)用;2015年02期

4 朱魯佳;;電動(dòng)汽車用永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的高性能控制[J];電機(jī)與控制應(yīng)用;2015年02期

5 康勁松;張亞洲;;電動(dòng)汽車IPMSM單電流調(diào)節(jié)器弱磁控制技術(shù)[J];電源學(xué)報(bào);2014年04期

6 崔薇佳;黃文新;邱鑫;;基于Ansoft的內(nèi)置式永磁電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩優(yōu)化研究[J];電機(jī)與控制應(yīng)用;2014年07期

7 徐茂盛;谷愛昱;;交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中矢量控制技術(shù)的FPGA實(shí)現(xiàn)[J];機(jī)電信息;2014年09期

8 李耀華;馬建;劉晶郁;余強(qiáng);;電動(dòng)汽車用永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制策略比較研究[J];汽車工程;2013年05期

9 吳俊;邱建琪;史涔n，

本文編號(hào)：2623311