【摘要】：異步電機(jī)是純電動汽車最常使用的驅(qū)動電機(jī)之一,在矢量控制下具有良好的動穩(wěn)態(tài)性能,但是其控制效果極其依賴參數(shù)精度。為了精確地控制車載異步電機(jī),本文對異步電機(jī)的參數(shù)辨識展開研究,并將基于模型設(shè)計(jì)的思想引入算法開發(fā)中,利用早期驗(yàn)證與代碼自動生成的優(yōu)勢縮短開發(fā)周期,提升開發(fā)效率。論文首先介紹了異步電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型和空間矢量脈寬調(diào)制的基本原理,建立了轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制的純電動汽車異步電機(jī)電驅(qū)動系統(tǒng)模型。通過逐一改變控制算法中的電機(jī)參數(shù)變量驗(yàn)證了參數(shù)對電機(jī)控制性能的影響。結(jié)果表明,電機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)變化都會影響電機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出和轉(zhuǎn)子磁鏈精度,其中以轉(zhuǎn)子電阻和定轉(zhuǎn)子漏感的影響最為明顯。其次,論文介紹了異步電機(jī)離線參數(shù)辨識。選擇反Γ型等效電路作為參數(shù)辨識的電路模型,通過單相直流實(shí)驗(yàn)辨識電機(jī)定子電阻,兩次單相交流實(shí)驗(yàn)辨識電機(jī)轉(zhuǎn)子電阻、互感、漏感。由于汽車控制器無電壓傳感器,電機(jī)定子電壓通過PWM波占空比重構(gòu)并補(bǔ)償?shù)姆绞将@取。在此基礎(chǔ)上搭建了單相實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ筒⑦M(jìn)行了仿真驗(yàn)證,結(jié)果表明單相實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)崿F(xiàn)異步電機(jī)參數(shù)自整定。考慮到電機(jī)參數(shù)在運(yùn)行過程中會發(fā)生變化,自整定的參數(shù)無法保證矢量控制的精確性,從異步電機(jī)的狀態(tài)方程出發(fā),構(gòu)建了能夠?qū)崿F(xiàn)異步電機(jī)參數(shù)在線辨識的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。以離線辨識的參數(shù)值計(jì)算得到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值矩陣初值,采集電機(jī)定子電流、電壓,轉(zhuǎn)速變量作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入輸出,使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)梯度下降算法修正權(quán)值矩陣,之后通過權(quán)值矩陣計(jì)算更新電機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)。在包含參數(shù)辨識輸入輸出采集的控制算法模塊中引入了基于模型設(shè)計(jì)的思想,對其進(jìn)行離散化處理后,按照模型生成嵌入式代碼的流程將算法模塊代碼化,得到了代碼的生成報告。最后,以AVL電驅(qū)動系統(tǒng)性能測試臺架為實(shí)驗(yàn)平臺,先對車載電機(jī)進(jìn)行單相實(shí)驗(yàn)完成參數(shù)自整定,然后將包含在線參數(shù)辨識輸入輸出采集的控制算法模塊生成的代碼移植到電機(jī)控制算法中,并以自整定的參數(shù)計(jì)算結(jié)果作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法中權(quán)值矩陣的初值,在實(shí)驗(yàn)臺架上對異步電機(jī)矢量控制進(jìn)行了驗(yàn)證,采集的電流波形與轉(zhuǎn)矩輸出證明了在線參數(shù)辨識的有效性。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM343;U469.72
【圖文】：

圖 1.1 汽車控制系統(tǒng) V 型開發(fā)流程Fig 1.1 Vehicle controller "V" type development process受條件限制，主要研究異步電機(jī)參數(shù)辨識的策略模型開發(fā)與自動生驗(yàn)證在模型開發(fā)中實(shí)現(xiàn)。最后將生成的代碼移植到主程序中，一并制器中，通過臺架試驗(yàn)來驗(yàn)證算法。要研究內(nèi)容主要內(nèi)容安排如下：析異步電機(jī)矢量控制原理，確定需要辨識的參數(shù)；分析離線參數(shù)辨定，定子電壓重構(gòu)和電壓補(bǔ)償；通過電機(jī)控制器向異步電機(jī)注入特實(shí)現(xiàn)異步電機(jī)在靜止?fàn)顟B(tài)下的離線參數(shù)辨識。 Matlab/Simulink 中搭建異步電機(jī)電驅(qū)動控制系統(tǒng)模型，通過依次改模型中的參數(shù)值驗(yàn)證不同參數(shù)值不準(zhǔn)確對異步電機(jī)控制效果的影響工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的在線參數(shù)辨識，并將其應(yīng)用于異步電機(jī)矢量控制中。

程的簡化式： = ， 定子電流在 MT 坐標(biāo)系下完成了其轉(zhuǎn)矩分量和勵磁分量以實(shí)行先通過控制 維持轉(zhuǎn)子磁鏈恒定，再調(diào)節(jié) 控制電式。這種控制原理與直流電機(jī)控制原理相近，因此能獲得果。脈寬調(diào)制需要三相交流電進(jìn)行供電，而新能源電動汽車上的電池組需要逆變器來對直流源進(jìn)行逆變。新能源汽車上的應(yīng)用最電平的電壓型逆變器，它的電路拓?fù)淙鐖D 2.1 所示。逆變器個開關(guān)管，目前汽車控制器的逆變器開關(guān)管大多采用 IGB二極管，在電機(jī)的負(fù)載為感性時起續(xù)流作用，避免了開關(guān)為了維持直流側(cè)電壓的穩(wěn)定，靠近電池的一邊還并聯(lián)了大

脈寬調(diào)制相比，能夠更好的降低電流諧波，提高電壓 SVPWM 給定 IGBT 門極信號，通過控制三相逆變器，合成出按指定頻率在空間旋轉(zhuǎn)的圓形電壓矢量，由旋轉(zhuǎn)磁場。脈寬調(diào)制下，兩電平三相逆變器每相橋臂上下兩個開用 (i=A,B,C)來表示每一相橋臂開關(guān)管的通斷狀態(tài)，下開關(guān)管關(guān)閉，則 = ；該相橋臂上開關(guān)管關(guān)閉，樣 A，B，C 三相通過不同的通斷組合就能獲得 8 個)， ( )， ( )， ( )， ( )， ( ( )零矢量兩個。等幅值變換下，根據(jù)空間矢量的電壓矢量為： = ( ) 零矢量的電壓幅值為 2 /3，它們和兩個零電壓矢量空間分布如圖 2.2 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2765564