本文關(guān)鍵詞：微型電動(dòng)汽車用永磁無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)研究

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【摘要】：隨著國家對(duì)新能源汽車發(fā)展的大力支持,微型電動(dòng)汽車以其極低的價(jià)格和使用成本迅速發(fā)展,擁有廣闊的市場前景。作為電動(dòng)汽車的三大關(guān)鍵部分之一,電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器對(duì)電動(dòng)汽車的駕駛特性和成本控制至關(guān)重要。在這樣的背景下,本文結(jié)合項(xiàng)目合作企業(yè)的具體需求,開發(fā)了一套應(yīng)用于微型電動(dòng)汽車的永磁無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。首先,通過對(duì)永磁無刷直流電機(jī)工作原理的分析,建立了整個(gè)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,以此為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的軟硬件架構(gòu)。硬件架構(gòu)的設(shè)計(jì)確定了驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)匹配電機(jī)、動(dòng)力源、接口方式和板級(jí)結(jié)構(gòu)并制定了硬件結(jié)構(gòu)框圖。軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)電動(dòng)汽車的實(shí)際運(yùn)行情況,劃分為啟動(dòng)、運(yùn)行和制動(dòng)三個(gè)階段。啟動(dòng)階段采用階梯法設(shè)定給定量,有效的解決了無刷直流電機(jī)啟動(dòng)電流過大的問題；制動(dòng)階段采用了低速能量回饋制動(dòng)和機(jī)械式制動(dòng)相結(jié)合的方法,最大程度的提高能量回饋率；針對(duì)運(yùn)行階段,結(jié)合電動(dòng)汽車駕駛要求,通過分析比較無刷直流電機(jī)在電壓、轉(zhuǎn)矩和速度驅(qū)動(dòng)控制策略下不同的機(jī)械特性,確定了速度驅(qū)動(dòng)控制策略作為電動(dòng)汽車運(yùn)行階段的控制方式。其次,在速度驅(qū)動(dòng)控制策略下,針對(duì)傳統(tǒng)的雙閉環(huán)PI控制算法抗擾動(dòng)能力較差的問題,提出了基于負(fù)載分段式的雙閉環(huán)PI控制算法,利用Simulink分別建立了兩種控制算法下的驅(qū)動(dòng)控系統(tǒng)仿真模型,通過比較轉(zhuǎn)速響應(yīng)曲線,驗(yàn)證了基于負(fù)載分段式的雙閉環(huán)PI控制算法優(yōu)越的抗干擾性能。然后,在前期理論分析和仿真的基礎(chǔ)上,詳細(xì)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的軟硬件。整個(gè)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)旨在降低控制系統(tǒng)成本、提高控制系統(tǒng)安全性和可靠性、提高電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航能力、增加駕駛舒適感。最后,利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件,搭建測試平臺(tái),對(duì)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行了空板測試和空載實(shí)驗(yàn),初步驗(yàn)證了軟硬件設(shè)計(jì)的合理性和實(shí)用性。
【關(guān)鍵詞】：微型電動(dòng)汽車 永磁無刷直流電機(jī) 驅(qū)動(dòng)控制器 控制算法研究
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U469.72;TM33
【目錄】：

• 摘要9-10
• ABSTRACT10-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 電動(dòng)汽車的發(fā)展和市場前景12-13
• 1.2 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 電動(dòng)汽車用永磁無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀15-19
• 1.3.1 轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制技術(shù)的研究15-17
• 1.3.2 無位置傳感器控制技術(shù)的研究17-18
• 1.3.3 剎車制動(dòng)時(shí)能量回饋技術(shù)的研究18-19
• 1.3.4 驅(qū)動(dòng)控制策略的研究19
• 1.4 論文的主要研究內(nèi)容19-22
• 第2章 驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)22-36
• 2.1 永磁無刷直流電機(jī)的工作原理22-25
• 2.2 永磁無刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型25-27
• 2.3 驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)27-30
• 2.3.1 硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)27-29
• 2.3.2 軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)29-30
• 2.4 驅(qū)動(dòng)控制策略分析與確定30-33
• 2.5 本章小結(jié)33-36
• 第3章 基于負(fù)載分段式的雙閉環(huán)PI控制算法研究36-48
• 3.1 雙閉環(huán)PI控制算法的理論基礎(chǔ)36-37
• 3.2 基于負(fù)載分段式的雙閉環(huán)PI控制算法37-39
• 3.3 基于Simulink的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)建模與仿真39-46
• 3.4 本章小結(jié)46-48
• 第4章 驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)48-68
• 4.1 硬件電路設(shè)計(jì)48-58
• 4.1.1 主控電路設(shè)計(jì)48
• 4.1.2 電源電路設(shè)計(jì)48-51
• 4.1.3 功率逆變電路設(shè)計(jì)51-52
• 4.1.4 驅(qū)動(dòng)放大電路設(shè)計(jì)52-54
• 4.1.5 外圍接口電路設(shè)計(jì)54-58
• 4.2 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)58-64
• 4.2.1 主程序設(shè)計(jì)58-60
• 4.2.2 CN中斷程序設(shè)計(jì)60-62
• 4.2.3 A/D中斷程序設(shè)計(jì)62-64
• 4.3 基于LabVIEW的上位機(jī)數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計(jì)64-66
• 4.4 本章小結(jié)66-68
• 第5章 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析68-72
• 5.1 驅(qū)動(dòng)控制器樣機(jī)空板測試68-69
• 5.2 空載實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析69-71
• 5.3 本章小結(jié)71-72
• 總結(jié)與展望72-76
• 總結(jié)72-73
• 創(chuàng)新點(diǎn)73
• 展望73-76
• 參考文獻(xiàn)76-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文82-84
• 致謝84-85
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表85

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本文編號(hào)：851031