電機和控制器作為電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的關鍵部件之一,也是目前的研究核心。高性能的異步電機控制技術需要提供電機轉(zhuǎn)速信號,但是編碼器等速度傳感器的安裝不僅增加了成本,還會使系統(tǒng)可靠性降低。異步電機DSP的控制代碼大都采用人工手寫的方式,在算法模型仿真成功以后,人工進行寄存器的配置操作,在控制代碼規(guī)模不斷增大的情況下,這種方法不僅效率低,可移植性差,而且錯誤在所難免。這兩個問題將會制約電動汽車行業(yè)的快速發(fā)展,針對以上問題,本文對無速度傳感器技術以及基于模型設計的自動代碼生成技術進行研究。根據(jù)坐標變換得到的異步電機在同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的方程,研究了基于轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制算法,在此基礎上進行了PI調(diào)節(jié)器參數(shù)的設計。因為所使用的三角形異步電機的調(diào)制算法與傳統(tǒng)的星形異步電機有所不同,所以詳細推導了三角形接法異步電機SVPWM技術,分析其死區(qū)效應,提出了一種新型死區(qū)補償策略,該策略在線電流非過零區(qū)域采用單橋臂驅(qū)動的方式消除死區(qū),在線電流過零區(qū)域則采用正常的驅(qū)動方式,并按照脈沖等效時間補償法進行死區(qū)補償。在分析現(xiàn)有無速度傳感器技術的磁鏈和轉(zhuǎn)速估算的基礎上,詳細分析了基于定子電流誤差的全階狀態(tài)觀測器算法,針... 

【文章來源】：重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 異步電機控制現(xiàn)狀
        1.2.1 傳統(tǒng)異步電機控制技術
        1.2.2 無速度傳感器控制技術
    1.3 基于模型的設計應用現(xiàn)狀
        1.3.1 基于模型的設計的優(yōu)點
        1.3.2 基于模型的設計應用實例
    1.4 本文主要內(nèi)容
2 異步電機模型及矢量控制
    2.1 異步電機數(shù)學模型
        2.1.1 三相靜止坐標系下的異步電機的數(shù)學模型
        2.1.2 兩相靜止坐標系下的異步電機的數(shù)學模型
        2.1.3 同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的異步電機的數(shù)學模型
    2.2 矢量控制基本原理
        2.2.1 轉(zhuǎn)子磁場定向原理
        2.2.2 電壓解耦控制器
    2.3 PI調(diào)節(jié)器參數(shù)設計
        2.3.1 電流環(huán)PI調(diào)節(jié)器參數(shù)設計
        2.3.2 速度環(huán)PI調(diào)節(jié)器參數(shù)設計
    2.4 本章小結
3 三角形接法異步電機空間矢量脈寬調(diào)制技術
    3.1 異步電機不同接法時的基本電壓矢量
        3.1.1 逆變器的開關狀態(tài)
        3.1.2 星形接法時的基本電壓矢量
        3.1.3 三角形接法時的基本電壓矢量
    3.2 三角形接法SVPWM算法
        3.2.1 扇區(qū)劃分及扇區(qū)號確定
        3.2.2 基本電壓矢量作用時間
        3.2.3 基本電壓矢量切換時間
    3.3 死區(qū)效應及其補償策略
        3.3.1 電壓誤差分析
        3.3.2 死區(qū)補償策略
    3.4 仿真驗證
        3.4.1 電流波形分析
        3.4.2 磁鏈觀測影響分析
    3.5 本章小結
4 基于全階狀態(tài)觀測器的磁鏈和轉(zhuǎn)速觀測
    4.1 轉(zhuǎn)子磁鏈的電流模型
    4.2 轉(zhuǎn)子磁鏈的電壓模型
    4.3 全階狀態(tài)觀測器
        4.3.1 狀態(tài)觀測器原理
        4.3.2 異步電機的全階狀態(tài)觀測器
        4.3.3 求解增益矩陣
        4.3.4 新型增益矩陣
        4.3.5 轉(zhuǎn)速估算
    4.4 仿真驗證
        4.4.1 電機空載運行
        4.4.2 電機恒負載運行
    4.5 本章小結
5 基于模型設計的軟件設計與系統(tǒng)實驗驗證
    5.1 基于模型設計的異步電機軟件設計
        5.1.1 基于模型的設計開發(fā)流程
        5.1.2 ADC采樣電路及其代碼模型
        5.1.3 空間矢量脈寬調(diào)制代碼模型
        5.1.4 磁鏈和轉(zhuǎn)速觀測代碼模型
        5.1.5 檔位檢測電路及其代碼模型
        5.1.6 系統(tǒng)集成
    5.2 模型驗證及代碼自動生成
        5.2.1 模型驗證
        5.2.2 代碼自動生成
    5.3 系統(tǒng)實驗驗證
        5.3.1 .實驗平臺
        5.3.2 死區(qū)補償實驗結果分析
        5.3.3 磁鏈角度實驗結果分析
        5.3.4 電機控制系統(tǒng)實驗結果分析
    5.4 本章小結
6 總結和展望
    6.1 本文工作總結
    6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
附錄
    A.作者在攻讀學位期間發(fā)表的論文目錄



本文編號：3489930