發(fā)布時間：2020-07-14 18:15

【摘要】：由于石油危機(jī)與環(huán)境污染問題,電動汽車成為未來汽車發(fā)展的主要方向之一。永磁同步輪轂電機(jī)因其體積小、重量輕、功率密度高和調(diào)速范圍寬等優(yōu)勢在電動汽車中得到了廣泛應(yīng)用。電動汽車整車控制器綜合駕駛員需求、道路行駛工況等信息計算出動力力矩并將該命令發(fā)送給永磁同步輪轂電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。所以,永磁同步輪轂電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的目標(biāo)就是保證經(jīng)濟(jì)性的同時快速準(zhǔn)確的跟蹤整車控制器發(fā)出的轉(zhuǎn)矩命令。與磁場定向控制相比,直接轉(zhuǎn)矩控制摒棄了解耦思想、省去了旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換,動態(tài)響應(yīng)速度快,所以本課題選擇直接轉(zhuǎn)矩控制方法進(jìn)行研究。同時,針對直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中轉(zhuǎn)矩脈動和開關(guān)損耗大的問題設(shè)計了一種以三相逆變器開關(guān)組合優(yōu)化為基礎(chǔ)的永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩模型預(yù)測控制方案。為了解決開關(guān)選擇時控制時延的問題,采用模型預(yù)測控制的方法根據(jù)當(dāng)前時刻的預(yù)測信息選擇當(dāng)前時刻的最優(yōu)開關(guān)。同時,設(shè)計一個目標(biāo)函數(shù)代替滯環(huán)比較器、扇區(qū)判斷、開關(guān)選擇表等模塊來選擇最優(yōu)開關(guān)組合,避免了滯環(huán)比較器所帶來的轉(zhuǎn)矩上下限脈動問題。另外,考慮到開關(guān)信號是直接作用于三相逆變器的,而通常對電機(jī)的控制只是對電機(jī)進(jìn)行建模,忽略了三相逆變器的作用。實際上,三相逆變器也是很關(guān)鍵的部件。因此,本文設(shè)計了開關(guān)組合優(yōu)化控制方法來選擇三相逆變器的最優(yōu)開關(guān)信號組合,并對三相逆變器和永磁同步電機(jī)進(jìn)行一體化建模,以此來計算預(yù)測轉(zhuǎn)矩和磁鏈。最后,在Matlab/Simulink中搭建永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)模型,并在不同工況下進(jìn)行離線仿真對比實驗來驗證直接轉(zhuǎn)矩模型預(yù)測控制算法的有效性。主要內(nèi)容和創(chuàng)新點:1.從三相逆變器電壓矢量跟蹤控制的角度出發(fā),設(shè)計了開關(guān)組合優(yōu)化方法來選取最優(yōu)的開關(guān)組合,以此來控制永磁同步電機(jī)。同時,對永磁同步電機(jī)和三相逆變器進(jìn)行一體化建模,使得預(yù)測模型更加完整。2.以開關(guān)信號為連接點,融合了直接轉(zhuǎn)矩響應(yīng)速度快和模型預(yù)測控制多目標(biāo)優(yōu)化的優(yōu)點,設(shè)計了一種以三相逆變器開關(guān)組合優(yōu)化為基礎(chǔ)的永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩模型預(yù)測控制策略。這種控制策略避免了滯環(huán)比較器的上下限脈動問題和開關(guān)選擇時的控制時延問題,控制結(jié)構(gòu)簡單、容易實現(xiàn)。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U469.72

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本文編號：2755320