發(fā)布時間：2020-03-24 06:28

【摘要】：車用永磁同步電機作為新能源汽車發(fā)展的關(guān)鍵組成之一,相較其他類型的電機,其具備一定的優(yōu)勢,如結(jié)構(gòu)簡單、工作運行穩(wěn)定、體積小,并且隨著稀土的價格逐漸降低,永磁同步電機擁有更大的發(fā)展?jié)摿涂臻g。然而,作為一種多變量、強耦合、非線性的系統(tǒng),永磁同步電機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、動態(tài)運行等因素,這些問題會影響永磁同步電機的運行性能。因此,為了實現(xiàn)對永磁同步電機在動態(tài)過程中的魯棒控制,需要在控制策略上做進一步改進與提升�；Ｗ兘Y(jié)構(gòu)控制作為一種非線性控制策略,因其對系統(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,在動態(tài)運行過程中能快速實現(xiàn)動態(tài)響應(yīng),故該策略得到了廣泛的研究。本文針對混合動力汽車中使用較多的永磁同步電機的特性和應(yīng)用需求,分析了關(guān)于該電機控制策略的發(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)用到永磁同步電機系統(tǒng)中�；谠摲N控制策略,完成永磁同步電機電流環(huán)和速度環(huán)的雙閉環(huán)控制,并且利用觀測器原理,實現(xiàn)對永磁同步電機的無位置傳感器控制,最終滿足電機在動態(tài)過程中魯棒性的控制需求。整體研究內(nèi)容如下所示:(1)介紹了永磁同步電機的結(jié)構(gòu)和運行特性,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矢量控制系統(tǒng)無法完全實現(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)計永磁同步電機控制系統(tǒng),利用電流環(huán)和速度環(huán)來實現(xiàn)對電機的控制,基于速度環(huán)提出分?jǐn)?shù)階滑�？刂撇呗�,利用Lyapunov函數(shù)證明系統(tǒng)的收斂性,并且通過Matlab/Simulink仿真試驗驗證了所提策略的可行性和有效性。該策略不僅能夠降低動態(tài)運行過程對系統(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)針對永磁同步電機無位置傳感器控制策略,分析了永磁同步電機的能觀性�；谶@一特性,提出了一種反正切函數(shù)的滑模觀測器,通過角度補償彌補觀測過程中的狀態(tài)延遲效應(yīng),引入到對永磁同步電機的位置和速度觀測中。通過Matlab/Simulink仿真試驗,驗證了所提出的滑模觀測器性能,獲得了平滑的電機速度和位置估算值,提高了控制系統(tǒng)對永磁同步電機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策略中,引入滑模觀測器作為無位置傳感器控制,并將所設(shè)計的電機控制系統(tǒng)應(yīng)用到不同的運行工況中,通過仿真試驗驗證,該策略可實現(xiàn)在不同動態(tài)工況下的魯棒控制,保證了永磁同步電機的控制性能。
【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-通過簡單計算，，式(2-40)可變?yōu)椋?4633232sdcsdcTT U UUTT UU (2-同理，可以得到其他扇區(qū)各矢量的作用時間，令：3sdcT UXU

664 6sTT TT T 區(qū)矢量切換點的定義如下所示： 4 646/ 4/ 2/ 2a sb ac bT T T TT T TT T T 三相電壓開關(guān)時間切換點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)切換點時間 、 、N 1 2 3 4 5 6cm1TbTaTaTcTcTbTcm2TaTcTbTbTaTcTcm3TcTbTcTaTbTaT
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U469.7

【參考文獻】

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本文編號：2597942