【摘要】：隨著新能源汽車的大力推廣及其關鍵零部件技術的攻堅,高性能的永磁同步電機驅動技術研究至關重要。電動汽車用內置式永磁同步電機(IPMSM)驅動系統(tǒng)輸出的轉矩必須精確地跟隨駕駛員需求轉矩,同時快速響應復雜的行車工況。隨著高性能控制技術的發(fā)展,模型預測控制方法近來在永磁同步電機的控制中得到了廣泛的研究與應用。本論文針對車用永磁同步電機的模型預測控制方法展開了以下研究:首先,通過國內外專利和文獻的查新工作,總結分析了國內外研究現(xiàn)狀,具體分析了線性和非線性MPC、有限集控制和連續(xù)集控制的MPC在永磁同步電機控制方面的研究。根據(jù)永磁同步電機的結構特點,分析IPMSM的應用優(yōu)勢�；诙ㄗ屿o止坐標系和轉子旋轉坐標系建立IPMSM的數(shù)學模型;研究了IPMSM的最大轉矩電流比控制(MTPA)、弱磁控制和傳統(tǒng)的車用IPMSM矢量控制方法,為模型預測控制研究作重要的理論基礎。接著,對基于直接電流的模型有限集模型預測控制(DCFCS-MPC)、基于直接轉矩的模型有限集模型預測控制(DTFCS-MPC)和無差拍預測控制(ND-MPC)三類模型預測控制方法進行了理論研究,對其應用于車用IPMSM的控制進行模型設計;對比分析三種模型預測控制方法的控制效果。接著,研究開關頻率優(yōu)化的車用永磁同步電機單步預測控制的FCS-MPC,對開關矢量集合進行精簡以減小成本函數(shù)評價過程的計算量,并提出了基于歷史開關的開關矢量優(yōu)選策略以滿足開關頻率約束,建模分析表明開關頻率優(yōu)化的可行性。隨后,對于車用IPMSM中低速運行區(qū),研究基于最大轉矩電流比的DCFCS-MPC,推導確定交直軸電流的參考值,設計成本函數(shù)包含電流最小化目標和最大電流圓約束,并實現(xiàn)電流反饋校正的閉環(huán)控制。對于車用IPMSM高速運行區(qū),研究基于弱磁的DTFCS-MPC,確定參考定子磁鏈幅值參考輸入,設計成本函數(shù)包含轉矩磁鏈最小化目標和最大轉矩電壓比約束。對兩個區(qū)域的控制算法分段研究,并進行整合,仿真驗證了所研究模型預測控制算法在車用IPMSM較寬速度范圍進行連續(xù)控制的可行性。最后,設計基于模型預測控制的電機控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),根據(jù)所研究的算法設計軟件流程及編程實現(xiàn),通過基于EPT150電機測試臺架對算法的可行性進行了試驗驗證。
【圖文】：

圖 2.13 基于傳統(tǒng)矢量控制的 d 軸電流曲線Fig 2.13di curve of IPMSM by traditional vector control章小結

圖 2.13 基于傳統(tǒng)矢量控制的 d 軸電流曲線Fig 2.13di curve of IPMSM by traditional vector control章小結
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U469.7

【參考文獻】

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1 馮景歡;夏長亮;王賀超;閻彥;;永磁同步電機改進無差拍電流預測控制[J];電工電能新技術;2015年08期

2 石敏;馮江華;許峻峰;何亞屏;肖磊;文宇良;;提高永磁同步電機在深度弱磁控制區(qū)穩(wěn)定性的控制研究[J];機車電傳動;2015年01期

3 鄭澤東;陳寧寧;李永東;;基于模型預測控制的異步電機弱磁控制新方法[J];電工技術學報;2014年03期

4 王丹;續(xù)丹;曹秉剛;;電動汽車關鍵技術發(fā)展綜述[J];中國工程科學;2013年01期

5 席裕庚;李德偉;林姝;;模型預測控制——現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[J];自動化學報;2013年03期

6 王宏佳;徐殿國;楊明;;永磁同步電機改進無差拍電流預測控制[J];電工技術學報;2011年06期

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3 劉微;永磁同步電機弱磁控制策略研究[D];北京交通大學;2014年

4 黃芳艷;永磁同步電機的參數(shù)辨識及其模型預測控制研究[D];中南大學;2014年

5 高麗媛;永磁同步電機的模型預測控制研究[D];浙江大學;2013年

6 丁強;永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)弱磁控制策略研究[D];中南大學;2010年

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本文編號：2618542