本文關鍵詞：混合動力汽車永磁同步電機空間矢量控制系統(tǒng)的研究

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【摘要】：混合動力汽車作為傳統(tǒng)的化石燃料汽車到純電動汽車的過渡產(chǎn)物,近年來一直受到社會各界廣泛的支持和研究。隨著研究的深入,發(fā)現(xiàn)在混合動力汽車的電機及其驅動系統(tǒng)方面,仍然有可以提升的改進空間。本文以永磁同步電機為研究對象,針對其在混合動力汽車中的具體應用,對其空間矢量控制方案進行深入詳細的研究。 本文首先對混合動力汽車在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀作了簡要介紹,明確了電機的作用和要求具有的性能指標。將永磁同步電機與其他幾種常用電機對比分析,其具有節(jié)電效果明顯、功率密度高、易于控制的特點,確定了在混合動力汽車上應用永磁同步電機的優(yōu)勢。然后分析對比了幾種混合動力汽車混合動力系統(tǒng)的連接方式,通過對比分析它們在造價、可靠性、控制系統(tǒng)繁簡程度,最終選定并聯(lián)式結構作為本文的混合動力系統(tǒng)連接形式。在永磁同步電機電流控制策略的基礎上,建立了空間矢量控制系統(tǒng)。然后設計了基于DSP的混合動力汽車永磁同步電機空間矢量控制系統(tǒng)的硬件和軟件。在硬件部分,重點設計了以DSP為核心的數(shù)據(jù)采集單元,包括信號采集與調理電路、定子電流采樣電路、轉子轉速采樣電路、信號調理電路、AD轉換電路和IGBT驅動及保護電路；設計了DSP和其它模塊的電源系統(tǒng),同時考慮到運行過程中可能產(chǎn)生的電磁干擾信號,在硬件的設計中用到的一些抗干擾措施。在軟件部分,分別完成了主程序的設計、系統(tǒng)初始化的設計、空間矢量控制子程序的設計、AD轉換子程序的設計和SCI子程序以及CAN子程序的設計,并對矢量控制子程序、SCI子程序和CAN子程序進行編程調試。最后,在N4ATLAB\simulink軟件上搭建了空間矢量控制系統(tǒng)的各個模塊,并對整體系統(tǒng)進行仿真,分析得到的波形結果,可以驗證永磁同步電機空間矢量控制系統(tǒng)是具有實用價值的。 本文研究的混合動力汽車永磁同步電機空間矢量控制系統(tǒng),實驗結果表明該系統(tǒng)的超調量小,響應速度快,具有良好的動靜態(tài)性能和較強的抗干擾性能。說明該系統(tǒng)應用于混合動力汽車永磁同步電機上具有實用價值。
【關鍵詞】：永磁同步電機 空間矢量控制 DSP 混合動力汽車
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U469.7;TM341
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-20
• 1.1 課題背景及意義12-13
• 1.2 混合動力汽車國內(nèi)外的發(fā)展概況13-15
• 1.2.1 國外發(fā)展概況13-14
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展概況14-15
• 1.3 永磁同步電機的國內(nèi)外發(fā)展概況15
• 1.4 電機控制策略概述15-18
• 1.4.1 電機對比16-17
• 1.4.2 永磁同步電機控制方法17-18
• 1.5 本文主要研究的內(nèi)容18-20
• 2 混合動力汽車永磁同步電機空間矢量控制技術20-36
• 2.1 混合動力系統(tǒng)的形式20-23
• 2.1.1 串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)20-21
• 2.1.2 并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)21-22
• 2.1.3 混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)22-23
• 2.2 永磁同步電機空間矢量電流控制策略23-24
• 2.3 空間矢量脈寬調制(SVPWM)24-34
• 2.3.1 永磁同步電機空間矢量控制系統(tǒng)24-25
• 2.3.2 SVPWM算法25-28
• 2.3.3 SVPWM實現(xiàn)28-34
• 2.4 本章小結34-36
• 3 永磁同步電機空間矢量控制系統(tǒng)的硬件設計36-50
• 3.1 驅動系統(tǒng)設計36
• 3.2 以DSP為核心的數(shù)據(jù)采集單元電路36-45
• 3.2.1 信號采集與調理電路38-40
• 3.2.2 位置與速度傳感器電路40-42
• 3.2.3 定子電流采樣電路42
• 3.2.4 轉子轉速采樣電路42-43
• 3.2.5 AD轉換電路43-44
• 3.2.6 IGBT驅動和保護電路44-45
• 3.3 電源模塊設計45-46
• 3.4 硬件設計抗干擾措施46-48
• 3.5 本章小結48-50
• 4 永磁同步電機空間矢量控制系統(tǒng)的軟件設計50-62
• 4.1 DSP程序設計50-60
• 4.1.1 軟件開發(fā)環(huán)境50
• 4.1.2 主程序設計50-51
• 4.1.3 系統(tǒng)初始化51-52
• 4.1.4 空間矢量控制子程序52-54
• 4.1.5 AD轉換子程序54-56
• 4.1.6 SCI子程序56-57
• 4.1.7 CAN子程序57-60
• 4.2 本章小結60-62
• 5 永磁同步電機空間矢量控制系統(tǒng)的實驗研究62-68
• 5.1 控制系統(tǒng)實驗平臺62
• 5.2 永磁同步電機空間矢量控制系統(tǒng)仿真與分析62-66
• 5.2.1 坐標變換模塊62-63
• 5.2.2 永磁同步電機空間矢量控制系統(tǒng)仿真及結果分析63-66
• 5.3 本章小結66-68
• 6 總結與展望68-70
• 6.1 總結68-69
• 6.2 展望69-70
• 參考文獻70-74
• 致謝74-76
• 作者簡介76

【參考文獻】

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本文編號：999638