發(fā)布時(shí)間：2020-03-24 06:28

【摘要】：車用永磁同步電機(jī)作為新能源汽車發(fā)展的關(guān)鍵組成之一,相較其他類型的電機(jī),其具備一定的優(yōu)勢(shì),如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作運(yùn)行穩(wěn)定、體積小,并且隨著稀土的價(jià)格逐漸降低,永磁同步電機(jī)擁有更大的發(fā)展?jié)摿涂臻g。然而,作為一種多變量、強(qiáng)耦合、非線性的系統(tǒng),永磁同步電機(jī)也存在一些問題亟待解決,如系統(tǒng)的負(fù)載變化、外部環(huán)境干擾、動(dòng)態(tài)運(yùn)行等因素,這些問題會(huì)影響永磁同步電機(jī)的運(yùn)行性能。因此,為了實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁同步電機(jī)在動(dòng)態(tài)過程中的魯棒控制,需要在控制策略上做進(jìn)一步改進(jìn)與提升。滑模變結(jié)構(gòu)控制作為一種非線性控制策略,因其對(duì)系統(tǒng)所施加的負(fù)載變化和控制過程中外界環(huán)境的影響具有一定的抗干擾能力。同時(shí),在動(dòng)態(tài)運(yùn)行過程中能快速實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)響應(yīng),故該策略得到了廣泛的研究。本文針對(duì)混合動(dòng)力汽車中使用較多的永磁同步電機(jī)的特性和應(yīng)用需求,分析了關(guān)于該電機(jī)控制策略的發(fā)展概況,并著重分析了滑模變結(jié)構(gòu)控制的應(yīng)用和發(fā)展情況。根據(jù)永磁同步電機(jī)所存在并需要解決的問題,將滑模變結(jié)構(gòu)控制應(yīng)用到永磁同步電機(jī)系統(tǒng)中。基于該種控制策略,完成永磁同步電機(jī)電流環(huán)和速度環(huán)的雙閉環(huán)控制,并且利用觀測(cè)器原理,實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁同步電機(jī)的無位置傳感器控制,最終滿足電機(jī)在動(dòng)態(tài)過程中魯棒性的控制需求。整體研究?jī)?nèi)容如下所示:(1)介紹了永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特性,并且根據(jù)坐標(biāo)變換原理建立d-q同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系和α-β兩相靜止坐標(biāo)系下的永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型,利用基本的電磁特性,分析了矢量控制策略的幾種方案。由于一般的永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)無法完全實(shí)現(xiàn)電流解耦控制,系統(tǒng)存在負(fù)載變化、外界干擾等諸多不確定性影響著系統(tǒng)性能,為了解決控制中的不確定干擾問題,根據(jù)不同方案的轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩特性,確定采用I_d(28)0的矢量控制方案�；谠摽刂撇呗栽O(shè)計(jì)永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng),利用電流環(huán)和速度環(huán)來實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制,基于速度環(huán)提出分?jǐn)?shù)階滑模控制策略,利用Lyapunov函數(shù)證明系統(tǒng)的收斂性,并且通過Matlab/Simulink仿真試驗(yàn)驗(yàn)證了所提策略的可行性和有效性。該策略不僅能夠降低動(dòng)態(tài)運(yùn)行過程對(duì)系統(tǒng)的影響,并且還提升了控制系統(tǒng)在外界環(huán)境干擾下的抵抗能力。(2)針對(duì)永磁同步電機(jī)無位置傳感器控制策略,分析了永磁同步電機(jī)的能觀性。基于這一特性,提出了一種反正切函數(shù)的滑模觀測(cè)器,通過角度補(bǔ)償彌補(bǔ)觀測(cè)過程中的狀態(tài)延遲效應(yīng),引入到對(duì)永磁同步電機(jī)的位置和速度觀測(cè)中。通過Matlab/Simulink仿真試驗(yàn),驗(yàn)證了所提出的滑模觀測(cè)器性能,獲得了平滑的電機(jī)速度和位置估算值,提高了控制系統(tǒng)對(duì)永磁同步電機(jī)速度和位置的估算精度。(3)在基于分?jǐn)?shù)階滑�？刂频挠来磐诫姍C(jī)策略中,引入滑模觀測(cè)器作為無位置傳感器控制,并將所設(shè)計(jì)的電機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用到不同的運(yùn)行工況中,通過仿真試驗(yàn)驗(yàn)證,該策略可實(shí)現(xiàn)在不同動(dòng)態(tài)工況下的魯棒控制,保證了永磁同步電機(jī)的控制性能。
【圖文】：

圖 2-10 扇區(qū)判斷仿真圖由圖 2-9 可以得到：464 666cos3sin3s ssTTU U UT TTU UT (2-通過簡(jiǎn)單計(jì)算，，式(2-40)可變?yōu)椋?4633232sdcsdcTT U UUTT UU (2-同理，可以得到其他扇區(qū)各矢量的作用時(shí)間，令：3sdcT UXU

664 6sTT TT T 區(qū)矢量切換點(diǎn)的定義如下所示： 4 646/ 4/ 2/ 2a sb ac bT T T TT T TT T T 三相電壓開關(guān)時(shí)間切換點(diǎn)cm1T 、cm2T 、cm3T 與各扇區(qū)的關(guān)系如表 2-模型如圖 2-11 所示。表 2-4 各扇區(qū)切換點(diǎn)時(shí)間 、 、N 1 2 3 4 5 6cm1TbTaTaTcTcTbTcm2TaTcTbTbTaTcTcm3TcTbTcTaTbTaT
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U469.7

【參考文獻(xiàn)】

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1 汪劍鳴;袁臣虎;劉瑞;李凱;;基于四線旋轉(zhuǎn)變壓器及AD2S1200的叉車線控轉(zhuǎn)向永磁同步電機(jī)角度解碼研究[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2015年S2期

2 李政;胡廣大;崔家瑞;劉廣一;;永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的積分型滑模變結(jié)構(gòu)控制[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2014年03期

3 張興春;張幽彤;黃文卿;;車用內(nèi)置式永磁同步電機(jī)過調(diào)制弱磁算法[J];北京理工大學(xué)學(xué)報(bào);2013年09期

4 金寧治;王旭東;李文娟;;混合動(dòng)力汽車永磁同步電機(jī)的電流滑模控制與負(fù)載擾動(dòng)補(bǔ)償[J];汽車工程;2013年06期

5 皇甫宜耿;S.Laghrouche;劉衛(wèi)國(guó);A.Miraoui;;一種高階滑�？刂频挠来磐诫姍C(jī)磁通和電阻辨識(shí)[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2010年05期

6 陳瑜;謝國(guó)善;熊鵬俊;;PMSM的矢量控制與仿真[J];船電技術(shù);2010年02期

7 童克文;張興;張昱;謝震;曹仁賢;;基于新型趨近律的永磁同步電動(dòng)機(jī)滑模變結(jié)構(gòu)控制[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2008年21期

8 賈洪平;孫丹;賀益康;;基于滑模變結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2006年20期

9 楊書生;鐘宜生;;永磁同步電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)轉(zhuǎn)速環(huán)控制策略綜述[J];電氣傳動(dòng);2006年02期

10 賈洪平;賀益康;;永磁同步電機(jī)滑模變結(jié)構(gòu)直接轉(zhuǎn)矩控制[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2006年01期

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1 黃文卿;混合動(dòng)力車用永磁同步電機(jī)控制參數(shù)估計(jì)與控制策略研究[D];北京理工大學(xué);2014年

2 齊亮;基于滑模變結(jié)構(gòu)方法的永磁同步電機(jī)控制問題研究及應(yīng)用[D];華東理工大學(xué);2013年

3 金寧治;混合動(dòng)力汽車永磁同步電機(jī)電流滑模控制的研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2012年

4 王偉;車用永磁同步電機(jī)的參數(shù)匹配、協(xié)調(diào)控制與性能評(píng)價(jià)研究[D];吉林大學(xué);2010年

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本文編號(hào)：2597942