本文選題：電動汽車 + 內(nèi)置式永磁同步電機�。� 參考：《杭州電子科技大學》2016年碩士論文

【摘要】：電機作為電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的核心部件,其控制策略和調(diào)速能力對整車的性能和駕駛體驗有很大的影響。本文結(jié)合電動汽車的運行工況和行駛要求,就車用永磁同步電機寬調(diào)速范圍的控制策略開展了研究。電動汽車復雜多變的運行工況要求車用驅(qū)動電機具有較寬的調(diào)速范圍和較強的轉(zhuǎn)矩輸出能力。本文選用內(nèi)置式永磁同步電機作為電動汽車驅(qū)動電機,提出寬調(diào)速范圍內(nèi)的矢量控制策略,即在低速運行區(qū)采用最大轉(zhuǎn)矩電流比控制,高速運行區(qū)采用基于負直軸電流補償?shù)娜醮趴刂?使電機能從低速區(qū)平滑地過渡到高速區(qū),實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)高效率、寬速度范圍運行。為了進一步提高直流母線電壓的利用率,將一種簡化的SVPWM過調(diào)制算法應用在控制系統(tǒng)中,并著重分析過調(diào)制算法對電機弱磁控制性能的影響。仿真結(jié)果表明,在母線電壓不變的情況下,過調(diào)制算法的應用可以提高逆變器的輸出電壓,增大弱磁區(qū)的轉(zhuǎn)矩輸出,縮短動態(tài)響應時間,并且能擴大轉(zhuǎn)速范圍。在使用傳統(tǒng)電流PI調(diào)節(jié)器的矢量控制系統(tǒng)中,存在電流解耦不完全的問題。當電動汽車高速行駛時車用電機工作在弱磁區(qū),電流解耦不完全帶來的耦合效應比較突出,造成較大的交直軸電流跟蹤誤差,導致轉(zhuǎn)矩輸出性能變差。本文采用電流反饋解耦算法實現(xiàn)了電流的完全解耦控制,同時針對該解耦算法中需要電機參數(shù)的問題,采用遞推最小二乘法進行電機參數(shù)的在線辨識,提高了系統(tǒng)對參數(shù)擾動的魯棒性。仿真結(jié)果表明,本文提出的基于電機參數(shù)辨識的電流反饋解耦算法在弱磁區(qū)能夠使實際電流快速準確地跟蹤給定電流,從而提高電機的轉(zhuǎn)矩輸出能力,增強系統(tǒng)的動態(tài)性能。最后,以TMS320F28335為主控芯片,設計了電動汽車用電機驅(qū)動系統(tǒng)的硬件平臺,針對本文提出的控制策略編寫了相應的軟件代碼,進行了初步的實驗與測試。結(jié)果表明,本文提出的寬調(diào)速范圍控制策略有效、可行,為后續(xù)的深入研究奠定了基礎。
[Abstract]:As the core component of electric vehicle drive system, the control strategy and speed regulation ability of motor have great influence on the performance and driving experience of the whole vehicle. In this paper, the control strategy of wide speed range of permanent magnet synchronous motor (PMSM) is studied according to the running conditions and driving requirements of electric vehicles. The complex and changeable operating conditions of electric vehicles require a wide range of speed regulation and strong torque output ability. In this paper, the built-in permanent magnet synchronous motor (PMSM) is selected as the driving motor of electric vehicle, and the vector control strategy in the wide speed range is put forward, that is, the maximum torque / current ratio control is adopted in the low speed operation area. The weak magnetic field control based on negative straight axis current compensation is adopted in the high-speed operation area, which enables the motor to smoothly transition from the low speed region to the high speed zone, and realizes the drive system running in a high efficiency and wide speed range. In order to improve the utilization rate of DC bus voltage, a simplified SVPWM overmodulation algorithm is applied to the control system, and the influence of overmodulation algorithm on the performance of motor weak magnetic field control is analyzed. The simulation results show that the over-modulation algorithm can increase the output voltage of the inverter, increase the torque output in the weak magnetic field, shorten the dynamic response time, and expand the speed range under the condition of constant bus voltage. In the vector control system using traditional current Pi regulator, the current decoupling is incomplete. When the electric vehicle is driving at high speed, the coupling effect caused by the incomplete current decoupling is obvious, which results in a large current tracking error and a poor torque output performance. In this paper, the current feedback decoupling algorithm is used to realize the complete decoupling control of the current. At the same time, the recursive least square method is used to identify the parameters of the motor in order to solve the problem of the need of the motor parameters in the decoupling algorithm. The robustness of the system to parameter disturbance is improved. The simulation results show that the proposed current feedback decoupling algorithm based on motor parameter identification can make the actual current track the given current quickly and accurately in the weak magnetic field, thus improving the torque output ability of the motor and enhancing the dynamic performance of the system. Finally, using TMS320F28335 as the main control chip, the hardware platform of the electric vehicle motor drive system is designed. The corresponding software code is compiled for the control strategy proposed in this paper, and the preliminary experiment and test are carried out. The results show that the wide speed range control strategy proposed in this paper is effective and feasible, which lays a foundation for further research.
【學位授予單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM341;U469.72

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