【摘要】：電動汽車是21世紀汽車行業(yè)的重要發(fā)展方向,而電機控制技術是電動汽車的重要關鍵技術,并已成為研究的熱點之一。開關磁阻電機(SRM)是一種新型特種電機,具有結構簡單,造價低廉,易于調速,容錯性強等優(yōu)點,已逐漸被應用于民用產品、電動汽車和航天航空等領域。然而,傳統(tǒng)硬件實現(xiàn)的位置傳感器檢測電路會使SRM體積變大,增加附加的機械結構,降低電機控制的可靠性及電機的應用范圍,同時位置傳感器的使用也會提高了整個系統(tǒng)的成本�；跓o位置傳感器的SRM電動汽車驅動系統(tǒng)卻有其獨特的優(yōu)勢,如無位置傳感器的使用能提高電動汽車的容錯性。因此,本文主要研究應用于電動汽車的無位置傳感器的SRM驅動系統(tǒng),并設計了基于SRM的非線性特性的非線性狀態(tài)觀測器及基于反步法的非線性速度控制器。SRM具有雙凸極結構和高階、強耦合、強非線性等特點。本文考慮SRM的強非線性特性,利用MATLAB/Simulink工具箱中已有三相6/4結構SRM樣機及有限元軟件分析所得樣機數(shù)據(jù)建立的SRM非線性磁鏈模型,并利用查表法建立了三相12/8結構SRM非線性模型。針對無位置傳感器SRM驅動系統(tǒng),以SRM非線性磁鏈模型為基礎,根據(jù)SRM狀態(tài)方程設計了非線性狀態(tài)觀測器,并利用Lyapunov穩(wěn)定性理論證明了其穩(wěn)定性。其中,通過可測量的定子電流和電壓信息作為非線性狀態(tài)觀測器的輸入,從而估算出轉子位置和轉速,并引入高頻脈沖注入法作為無位置傳感器的啟動方案。此外,本文基于Lyapunov理論設計了SRM的反步法速度控制器,并在MATLAB軟件中利用Simulink工具箱建立了基于無位置傳感器的SRM的整體控制系統(tǒng)模型,就以上研究進行了仿真模擬。仿真結果表明,本文所設計的非線性反步法控制器具有良好的調速性能,非線性狀態(tài)觀測器也能較好估計出轉子的相對位置,且轉速和轉矩針對不確定干擾具有較強的魯棒性和穩(wěn)定性。根據(jù)已有的實驗樣機設計了SRM驅動控制系統(tǒng)的各軟硬件模塊,利用RT-LAB仿真平臺對搭建的SRM驅動控制系統(tǒng)實驗平臺進行快速控制原型試驗,通過實驗進一步驗證了本文設計的SRM驅動系統(tǒng)的無位置傳感器控制策略方案的可行性。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM352;U469.72
【圖文】：

圖 2-1 三相 6/4 結構開關磁阻電機 圖 2-2 四相 8/6 結構開關磁阻電機2.2 SRM 的基本工作原理SRM 與一般傳統(tǒng)電機的工作原理有著本質的不同，SRM 的磁通沿令磁阻最小路閉合，從而產生切向磁拉力運行工作，即“磁阻最小原理”；由于傳統(tǒng)電機凸上有永磁體或者集中繞組，傳統(tǒng)電機是靠定、轉子繞組或永磁體產生的磁場間

圖 2-1 三相 6/4 結構開關磁阻電機 圖 2-2 四相 8/6 結構開關磁阻電機 SRM 的基本工作原理SRM 與一般傳統(tǒng)電機的工作原理有著本質的不同，SRM 的磁通沿令磁阻最小閉合，從而產生切向磁拉力運行工作，即“磁阻最小原理”；由于傳統(tǒng)電機凸

圖 2-1 三相 6/4 結構開關磁阻電機 圖 2-2 四相 8/6 結構開關磁阻電機 SRM 的基本工作原理SRM 與一般傳統(tǒng)電機的工作原理有著本質的不同，SRM 的磁通沿令磁阻最小閉合，從而產生切向磁拉力運行工作，即“磁阻最小原理”；由于傳統(tǒng)電機凸

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本文編號：2755682