電動(dòng)汽車用永磁同步電機(jī)仿真及其控制策略研究
本文關(guān)鍵詞:電動(dòng)汽車用永磁同步電機(jī)仿真及其控制策略研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的重要組成部分。永磁同步電機(jī)體積小、重量輕,功率密度較高,具有較高的效率,適用于電動(dòng)汽車。電動(dòng)汽車的運(yùn)行狀況極為復(fù)雜,在運(yùn)行過(guò)程中其實(shí)際參數(shù)與電機(jī)的運(yùn)行狀況有關(guān)。永磁同步電機(jī)的控制方法依賴于對(duì)電機(jī)參數(shù)的準(zhǔn)確計(jì)算,參數(shù)的不準(zhǔn)確將會(huì)導(dǎo)致控制性能的下降,甚至導(dǎo)致電機(jī)失控。對(duì)考慮飽和狀況的永磁同步電機(jī)及其控制方法進(jìn)行研究,不僅能夠提高飽和狀態(tài)下控制系統(tǒng)的控制效果,同時(shí)也能通過(guò)該模型為研究控制策略的實(shí)際控制效果提供參考。本文研究了永磁同步電機(jī)建模及其控制策略,完成了以下工作。在建立線性模型的基礎(chǔ)上,通過(guò)有限元計(jì)算,分析在全工作范圍內(nèi)永磁同步電機(jī)的交、直軸電感參數(shù),建立了Simulink環(huán)境下的永磁同步電機(jī)的非線性模型。在分析線性模型的最大轉(zhuǎn)矩電流比(MTPA)控制方法的基礎(chǔ)上,闡述了參數(shù)變化對(duì)MTPA控制的影響,建立了基于永磁同步電機(jī)非線性模型的MTPA控制方法及其Simulink仿真控制系統(tǒng)。本文將模糊PI控制引入永磁同步電機(jī)的非線性模型控制系統(tǒng)中,設(shè)計(jì)了模糊PI控制器,對(duì)模糊PI控制下的非線性永磁同步電機(jī)系統(tǒng)的性能進(jìn)行了仿真研究。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn),對(duì)改進(jìn)的MTPA控制方法與常規(guī)MTPA控制方法,模糊PI控制方法與常規(guī)PI控制方法進(jìn)行了對(duì)比,驗(yàn)證了改進(jìn)的控制方法和模糊PI控制方法在非線性永磁同步電機(jī)控制上的有效性。
【關(guān)鍵詞】:永磁同步電機(jī) 飽和 仿真模型 MTPA 模糊PI
【學(xué)位授予單位】:上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:U469.72;TM341
【目錄】:
- 摘要3-4
- ABSTRACT4-8
- 第一章 緒論8-14
- 1.1 課題背景和研究目的與意義8-10
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
- 1.2.1 永磁同步電機(jī)分析方法10
- 1.2.2 永磁同步電機(jī)控制方法10-12
- 1.2.3 智能控制理論在永磁同步電機(jī)控制中的應(yīng)用12-13
- 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容13-14
- 第二章 考慮飽和的永磁同步電機(jī)非線性模型14-30
- 2.1 永磁同步電機(jī)線性模型14-19
- 2.1.1 ABC坐標(biāo)系下永磁同步電機(jī)線性模型14-15
- 2.1.2 ABC-dq坐標(biāo)系變換15-18
- 2.1.3 永磁同步電機(jī)dq坐標(biāo)系線性模型18-19
- 2.2 考慮飽和的永磁同步電機(jī)交、直軸電感計(jì)算19-27
- 2.2.1 電磁場(chǎng)有限元計(jì)算方法19-20
- 2.2.2 有限元法在電機(jī)電磁場(chǎng)計(jì)算中的應(yīng)用20-23
- 2.2.3 基于Maxwell的永磁同步電機(jī)交、直軸電感計(jì)算23-27
- 2.3 基于Simulink的永磁同步電機(jī)非線性仿真模型27-29
- 2.4 本章小結(jié)29-30
- 第三章 基于非線性永磁同步電機(jī)模型的MTPA矢量控制系統(tǒng)30-44
- 3.1 空間矢量調(diào)制30-35
- 3.1.1 空間矢量調(diào)制概述30
- 3.1.2 空間矢量調(diào)制開關(guān)脈沖生成原理30-35
- 3.2 最大轉(zhuǎn)矩電流比控制35-38
- 3.2.1 最大轉(zhuǎn)矩電流比控制原理35-36
- 3.2.2 參數(shù)變化對(duì)最大轉(zhuǎn)矩電流比控制的影響36-37
- 3.2.3 基于有限元模型的改進(jìn)MTPA控制方法37-38
- 3.3 最大轉(zhuǎn)矩電流比矢量控制系統(tǒng)Simulink仿真設(shè)計(jì)38-42
- 3.4 本章小結(jié)42-44
- 第四章 基于模糊 PI 控制的非線性永磁同步電機(jī)模型 Id=0 矢量控制系統(tǒng)44-58
- 4.1 Id=0 空間矢量控制44-45
- 4.2 模糊控制45-50
- 4.2.1 模糊控制系統(tǒng)組成45-47
- 4.2.2 模糊控制原理47-50
- 4.3 模糊PI控制器設(shè)計(jì)50-55
- 4.3.1 模糊PI控制器組成50-51
- 4.3.2 模糊化接口設(shè)計(jì)51-53
- 4.3.3 模糊規(guī)則設(shè)計(jì)53-55
- 4.3.4 去模糊化接口設(shè)計(jì)55
- 4.4 基于模糊PI控制的Id=0 矢量控制系統(tǒng)仿真55-57
- 4.5 本章小結(jié)57-58
- 第五章 仿真結(jié)果及分析58-66
- 5.1 MTPA矢量控制方法仿真58-62
- 5.1.1 負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化的動(dòng)態(tài)響應(yīng)58-60
- 5.1.2 目標(biāo)轉(zhuǎn)速變化的動(dòng)態(tài)響應(yīng)60-62
- 5.2 模糊PI控制Id=0 矢量控制仿真62-65
- 5.2.1 負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化的動(dòng)態(tài)響應(yīng)62-63
- 5.2.2 目標(biāo)轉(zhuǎn)速變化的動(dòng)態(tài)響應(yīng)63-65
- 5.3 本章小結(jié)65-66
- 第六章 結(jié)果與展望66-67
- 參考文獻(xiàn)67-71
- 致謝71-72
- 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文72-73
- 上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯決議書73-75
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