【摘要】：全球環(huán)境問題的愈演愈烈,驅(qū)使著全球汽車產(chǎn)業(yè)的改革與創(chuàng)新,具備高效、清潔、環(huán)保特點的新能源汽車必將成為未來汽車時代的主角。作為目前我國重點研究車型之一的純電動汽車,未來將成為我國的主流電動汽車。純電動汽車的電力驅(qū)動裝置是電力驅(qū)動系統(tǒng)中的電動機(jī),其自身的轉(zhuǎn)矩控制性能直接決定著整車的性能。因此本文以電驅(qū)動系統(tǒng)中的永磁同步電動機(jī)控制系統(tǒng)為研究對象,從提高電流和轉(zhuǎn)速兩方面的控制性能入手,闡述了目前控制策略概況以及存在的諸多問題,并將多個現(xiàn)代控制策略相互結(jié)合、取長補(bǔ)短,提出了新型高性能的控制策略。該控制方法對提升純電動汽車的性能,以及推動其在其他工程領(lǐng)域的發(fā)展具有非常重要的意義。首先,在存在諸多動態(tài)干擾因素的情況下,目前的控制策略普遍存在控制性能不高、電流的抖振現(xiàn)象等問題,針對以上問題,提出了自適應(yīng)模糊滑模電流魯棒控制方法。該方法是結(jié)合模糊控制和自適應(yīng)控制對傳統(tǒng)滑模控制器的全面改進(jìn)。仿真結(jié)果顯示電機(jī)電流不僅具有快速的收斂速度,并且在純電動汽車行駛過程中發(fā)生電機(jī)參數(shù)變化、負(fù)載變化等擾動情況下,電機(jī)電流具有良好的動態(tài)響應(yīng)品質(zhì)以及較高的魯棒性。其次,對于永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制方面,就目前PMSM無位置傳感器控制技術(shù)存在的一些問題進(jìn)行了改進(jìn),提出了模糊雙滑模MRAC轉(zhuǎn)速和位置觀測器。該觀測器可以根據(jù)電機(jī)參數(shù)變化、轉(zhuǎn)速變化等情況自適應(yīng)調(diào)整觀測器模型,實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的準(zhǔn)確跟蹤,有效增強(qiáng)了系統(tǒng)的魯棒性和穩(wěn)定性。通過仿真驗證了該方法的有效性;本文主要對PMSM的控制技術(shù)發(fā)展做了深入研究,滿足純電動汽車性能要求的同時,盡力完善PMSM的控制系統(tǒng),對純電動汽車在未來交通領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位起著一定的推動作用。
【圖文】：

多變量的特點[25]，也將加大控制的難度，控制效果影響著 BEV 整車的性能。因此研究出先進(jìn)、高效、高精度的控制策略，實現(xiàn)可靠性、安全性、高效性經(jīng)濟(jì)性等綜合目標(biāo)的最優(yōu)，使永磁同步電機(jī)在純電動汽車驅(qū)動方面具有更高的應(yīng)用價值，對于提高純電動汽車整車性能也是最為關(guān)鍵的一步。永磁同步電機(jī)作為純電動汽車的驅(qū)動電機(jī)，其控制系統(tǒng)主要是實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩控制和轉(zhuǎn)速控制的目的。圖 1-1 為純電動汽車用永磁同步電機(jī)及其驅(qū)動系統(tǒng)，其工作原理示意圖，可以看到整個電力驅(qū)動系統(tǒng)主要由加速踏板、主控制器、功率變換器、永磁同步電動機(jī)、機(jī)械傳動系統(tǒng)（變速箱、傳動軸、主減速器等）和驅(qū)動輪組成[25-27]。該電動汽車的工作原理是首先將采集的踏板信息（加速踏板信息或制動踏板信息）和擋位的信息，，然后將其轉(zhuǎn)換成電壓信號作為主控制器的輸入信號，隨后主控制器通過輸出 PWM 信號來控制 IGBT 開關(guān)裝置，最終通過輸出的電樞信號控制永磁同步電機(jī)的運轉(zhuǎn)。PMSM 是純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的關(guān)鍵功能部件，實現(xiàn)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換功能，從而驅(qū)動車輪或者間接通過傳動裝置保證汽車的安全行駛[29]。

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文電動汽車的驅(qū)動控制系統(tǒng)根據(jù)駕駛員對汽車的車速要求，實現(xiàn)對電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制，從而使車輛自動保持勻速行駛，滿足駕駛員對舒適度的要求。永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制，目前常用的控制結(jié)構(gòu)有轉(zhuǎn)速和電流的級聯(lián)式控制、轉(zhuǎn)速-電流的單環(huán)控制[30]。目前對于電機(jī)的控制方法有很多，根據(jù)發(fā)展的成熟度可以將他們大致分為以下四種，如圖 1-2 所示：經(jīng)典控制策略、現(xiàn)代控制策略、智能控制策略以及現(xiàn)在最流行的復(fù)合控制策略[31]。多年來對于永磁同步電機(jī)的控制，最常采用的是矢量控制、經(jīng)典 PID 控制等為代表的經(jīng)典控制理論和直接轉(zhuǎn)矩控制等現(xiàn)代控制策略。隨著電力電子技術(shù)、人工智能技術(shù)等快速發(fā)展，以及為了滿足各領(lǐng)域?qū)τ来磐诫姍C(jī)控制精度的要求，國內(nèi)外學(xué)者們逐漸將遺傳算法、模糊邏輯、滑模變結(jié)構(gòu)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能控制技術(shù)應(yīng)用到 PMSM 控制系統(tǒng)中，在電機(jī)的動靜態(tài)性能、魯棒性等方面有了很大的提高，取得了良好的控制效果[31-33]。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U469.72;TM341

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2625290