基于模型預(yù)測(cè)控制的電動(dòng)汽車用永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-13 17:46
直接轉(zhuǎn)矩控制(Direct Torque Control)是一種正在迅速發(fā)展的電機(jī)控制技術(shù),其在永磁同步電機(jī)(PMSM)系統(tǒng)中的工程應(yīng)用也受到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的關(guān)注。相較于當(dāng)前電動(dòng)汽車電驅(qū)系統(tǒng)中廣泛使用的磁場(chǎng)定向技術(shù)(Field Oriented Control),DTC對(duì)電機(jī)參數(shù)依賴性小,轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)響應(yīng)快,而且不需要進(jìn)行復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換及機(jī)械式的位置傳感器,在電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用有可深入發(fā)掘的潛力。本文首先介紹了PMSM的數(shù)學(xué)模型,及其電磁轉(zhuǎn)矩方程。根據(jù)DTC的控制思想,結(jié)合定子磁鏈及電磁轉(zhuǎn)矩方程介紹了基于開(kāi)關(guān)表的直接轉(zhuǎn)矩控制(ST-DTC)。對(duì)ST-DTC進(jìn)行建模仿真,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)表面式永磁同步電機(jī)(SPMSM)及內(nèi)置式永磁同步電機(jī)(IPMSM)的正確控制。為了提升控制效果,在總結(jié)任意電壓矢量對(duì)控制變量的一般作用規(guī)律之后,結(jié)合作用規(guī)律與電機(jī)實(shí)際應(yīng)用的低復(fù)雜性訴求,對(duì)SPMSM和IPMSM分別劃分了一種僅受轉(zhuǎn)矩角這一參數(shù)影響的電壓矢量選擇區(qū)域。在已經(jīng)確定好的選擇區(qū)域內(nèi),只選擇一個(gè)確定角度的作為施加電壓矢量的位置角。對(duì)這種基于固定電壓矢量角度選擇策略的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)進(jìn)行建模仿真,也...
【文章來(lái)源】:長(zhǎng)安大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:82 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 課題研究背景意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 基于開(kāi)關(guān)表的永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制
2.1 永磁同步電機(jī)簡(jiǎn)介
2.2 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型
2.2.1 常用的4個(gè)坐標(biāo)系及變換
e與轉(zhuǎn)矩角δ表達(dá)式推導(dǎo)"> 2.2.2 PMSM電磁轉(zhuǎn)矩Te與轉(zhuǎn)矩角δ表達(dá)式推導(dǎo)
2.2.3 PMSM的最大轉(zhuǎn)矩角
2.3 兩電平電壓源逆變器及其電壓矢量
2.4 基于開(kāi)關(guān)表的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)控制原理
2.5 仿真及結(jié)果分析
2.5.1 仿真條件及參數(shù)
2.5.2 仿真結(jié)果
2.6 本章小結(jié)
第三章 基于固定電壓矢量角度選擇策略的直接轉(zhuǎn)矩控制
3.1 任意電壓矢量作用規(guī)律
3.2 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)電壓矢量選擇區(qū)域及選擇策略
3.2.1 電壓矢量選擇區(qū)域劃分
3.2.2 電壓矢量角度選擇策略
3.2.3 基于空間矢量調(diào)制技術(shù)的電壓矢量合成
3.3 仿真及結(jié)果分析
3.3.1 仿真條件及參數(shù)
3.3.2 仿真結(jié)果
3.4 本章小結(jié)
第四章 基于變角度預(yù)測(cè)控制的直接轉(zhuǎn)矩控制
4.1 模型預(yù)測(cè)控制基本思想
4.2 控制變量預(yù)測(cè)方程
4.3 評(píng)價(jià)函數(shù)
4.4 預(yù)測(cè)過(guò)程及仿真實(shí)現(xiàn)
4.5 仿真及結(jié)果分析
4.5.1 仿真條件及參數(shù)
4.5.2 仿真結(jié)果
4.6 三種策略下仿真結(jié)果對(duì)比
4.6.1 控制效果評(píng)價(jià)指標(biāo)
4.6.2 三種策略下仿真結(jié)果計(jì)算對(duì)比
4.7 本章小結(jié)
第五章 基于簡(jiǎn)化變角度預(yù)測(cè)的直接轉(zhuǎn)矩控制
5.1 電壓矢量角度個(gè)數(shù)的選擇
5.1.1 SPMSM電壓矢量角度個(gè)數(shù)的選擇
5.1.2 IPMSM電壓矢量角度個(gè)數(shù)的選擇
5.2 控制變量預(yù)測(cè)方程的簡(jiǎn)化
5.2.1 定子磁鏈預(yù)測(cè)方程的簡(jiǎn)化
5.2.2 SPMSM電磁轉(zhuǎn)矩預(yù)測(cè)方程的簡(jiǎn)化
5.2.3 IPMSM電磁轉(zhuǎn)矩預(yù)測(cè)方程的簡(jiǎn)化
5.3 簡(jiǎn)化變角度預(yù)測(cè)仿真結(jié)果分析
5.3.1 SPMSM下簡(jiǎn)化變角度預(yù)測(cè)仿真結(jié)果
5.3.2 IPMSM下簡(jiǎn)化變角度預(yù)測(cè)仿真結(jié)果
5.4 傳統(tǒng)及簡(jiǎn)化策略程序運(yùn)行用時(shí)和計(jì)算結(jié)果對(duì)比
5.4.1 備選電壓矢量個(gè)數(shù)簡(jiǎn)化運(yùn)行時(shí)間對(duì)比
5.4.2 預(yù)測(cè)計(jì)算方程簡(jiǎn)化運(yùn)行對(duì)比
5.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
總結(jié)
展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]針對(duì)永磁同步電機(jī)的解耦預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩控制策略研究及其無(wú)位置傳感器對(duì)比分析[J]. 班斐,連廣坤,陳彪,顧國(guó)彪. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(S2)
[2]永磁同步電機(jī)改進(jìn)型三矢量模型預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩控制[J]. 陳煒,曾思坷,張國(guó)政,周湛清. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(S2)
[3]電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)最優(yōu)弱磁控制策略[J]. 林程,邢濟(jì)壘,黃卓然,程興群. 汽車工程. 2018(11)
[4]計(jì)及開(kāi)關(guān)頻率優(yōu)化的永磁同步電機(jī)模型預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩控制[J]. 田朱杰,吳曉新,於鋒,劉興. 電機(jī)與控制應(yīng)用. 2018(11)
[5]基于動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩滯環(huán)的TLDMC-PMSM直接轉(zhuǎn)矩控制[J]. 程啟明,陳路,程尹曼,孫偉莎,李濤. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2019(05)
[6]永磁同步電機(jī)雙模型預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩控制策略[J]. 徐艷平,李園園,周欽. 電力電子技術(shù). 2018(06)
[7]基于MTPA的內(nèi)置式永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩預(yù)測(cè)控制[J]. 張旭隆,王峰,張曉,曹言敬. 電機(jī)與控制應(yīng)用. 2018(03)
[8]永磁同步電機(jī)有限集模型預(yù)測(cè)直接轉(zhuǎn)矩控制[J]. 包廣清,何婷,劉小寶. 電機(jī)與控制應(yīng)用. 2018(02)
[9]六相串聯(lián)三相雙永磁同步電機(jī)預(yù)測(cè)型直接轉(zhuǎn)矩控制研究[J]. 陳光團(tuán),周揚(yáng)忠. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2018(15)
[10]基于最大轉(zhuǎn)矩電流比控制的永磁同步電機(jī)模型預(yù)測(cè)控制[J]. 劉雪松,劉文生. 電機(jī)與控制應(yīng)用. 2017(08)
博士論文
[1]永磁同步電機(jī)無(wú)傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制的研究[D]. 陸駿.東華大學(xué) 2016
[2]永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)研究[D]. 樊明迪.西北工業(yè)大學(xué) 2014
[3]永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)若干關(guān)鍵問(wèn)題研究[D]. 楊建飛.南京航空航天大學(xué) 2011
[4]城軌牽引內(nèi)置式永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率優(yōu)化控制方法研究[D]. 盛義發(fā).中南大學(xué) 2010
[5]PHEV復(fù)合電源及Halbach永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的研究[D]. 張好明.江蘇大學(xué) 2009
碩士論文
[1]永磁同步電機(jī)模型預(yù)測(cè)直接轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制策略研究[D]. 樊昱琨.西安理工大學(xué) 2018
[2]電動(dòng)汽車永磁同步輪轂電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩模型預(yù)測(cè)控制研究[D]. 趙明星.吉林大學(xué) 2018
[3]三相四開(kāi)關(guān)逆變器永磁同步電機(jī)系統(tǒng)模型預(yù)測(cè)控制技術(shù)研究[D]. 蘇均攀.浙江大學(xué) 2018
[4]電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的預(yù)測(cè)控制方法[D]. 郭婷婷.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[5]永磁同步電機(jī)模型預(yù)測(cè)控制技術(shù)研究[D]. 王巖強(qiáng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[6]三電平逆變器無(wú)位置傳感器永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制研究[D]. 張恩貝.燕山大學(xué) 2015
[7]混合動(dòng)力汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)先進(jìn)控制算法的研究[D]. 郭東山.電子科技大學(xué) 2015
[8]基于模型預(yù)測(cè)控制的永磁同步電機(jī)控制研究[D]. 魏香龍.北方工業(yè)大學(xué) 2014
[9]永磁同步電機(jī)的模型預(yù)測(cè)控制研究[D]. 楊佳雨.華北電力大學(xué) 2014
[10]電動(dòng)汽車用永磁同步電機(jī)的研究[D]. 溫有東.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
本文編號(hào):3032350
【文章來(lái)源】:長(zhǎng)安大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:82 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 課題研究背景意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 基于開(kāi)關(guān)表的永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制
2.1 永磁同步電機(jī)簡(jiǎn)介
2.2 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型
2.2.1 常用的4個(gè)坐標(biāo)系及變換
e與轉(zhuǎn)矩角δ表達(dá)式推導(dǎo)"> 2.2.2 PMSM電磁轉(zhuǎn)矩Te與轉(zhuǎn)矩角δ表達(dá)式推導(dǎo)
2.2.3 PMSM的最大轉(zhuǎn)矩角
2.3 兩電平電壓源逆變器及其電壓矢量
2.4 基于開(kāi)關(guān)表的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)控制原理
2.5 仿真及結(jié)果分析
2.5.1 仿真條件及參數(shù)
2.5.2 仿真結(jié)果
2.6 本章小結(jié)
第三章 基于固定電壓矢量角度選擇策略的直接轉(zhuǎn)矩控制
3.1 任意電壓矢量作用規(guī)律
3.2 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)電壓矢量選擇區(qū)域及選擇策略
3.2.1 電壓矢量選擇區(qū)域劃分
3.2.2 電壓矢量角度選擇策略
3.2.3 基于空間矢量調(diào)制技術(shù)的電壓矢量合成
3.3 仿真及結(jié)果分析
3.3.1 仿真條件及參數(shù)
3.3.2 仿真結(jié)果
3.4 本章小結(jié)
第四章 基于變角度預(yù)測(cè)控制的直接轉(zhuǎn)矩控制
4.1 模型預(yù)測(cè)控制基本思想
4.2 控制變量預(yù)測(cè)方程
4.3 評(píng)價(jià)函數(shù)
4.4 預(yù)測(cè)過(guò)程及仿真實(shí)現(xiàn)
4.5 仿真及結(jié)果分析
4.5.1 仿真條件及參數(shù)
4.5.2 仿真結(jié)果
4.6 三種策略下仿真結(jié)果對(duì)比
4.6.1 控制效果評(píng)價(jià)指標(biāo)
4.6.2 三種策略下仿真結(jié)果計(jì)算對(duì)比
4.7 本章小結(jié)
第五章 基于簡(jiǎn)化變角度預(yù)測(cè)的直接轉(zhuǎn)矩控制
5.1 電壓矢量角度個(gè)數(shù)的選擇
5.1.1 SPMSM電壓矢量角度個(gè)數(shù)的選擇
5.1.2 IPMSM電壓矢量角度個(gè)數(shù)的選擇
5.2 控制變量預(yù)測(cè)方程的簡(jiǎn)化
5.2.1 定子磁鏈預(yù)測(cè)方程的簡(jiǎn)化
5.2.2 SPMSM電磁轉(zhuǎn)矩預(yù)測(cè)方程的簡(jiǎn)化
5.2.3 IPMSM電磁轉(zhuǎn)矩預(yù)測(cè)方程的簡(jiǎn)化
5.3 簡(jiǎn)化變角度預(yù)測(cè)仿真結(jié)果分析
5.3.1 SPMSM下簡(jiǎn)化變角度預(yù)測(cè)仿真結(jié)果
5.3.2 IPMSM下簡(jiǎn)化變角度預(yù)測(cè)仿真結(jié)果
5.4 傳統(tǒng)及簡(jiǎn)化策略程序運(yùn)行用時(shí)和計(jì)算結(jié)果對(duì)比
5.4.1 備選電壓矢量個(gè)數(shù)簡(jiǎn)化運(yùn)行時(shí)間對(duì)比
5.4.2 預(yù)測(cè)計(jì)算方程簡(jiǎn)化運(yùn)行對(duì)比
5.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
總結(jié)
展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]針對(duì)永磁同步電機(jī)的解耦預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩控制策略研究及其無(wú)位置傳感器對(duì)比分析[J]. 班斐,連廣坤,陳彪,顧國(guó)彪. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(S2)
[2]永磁同步電機(jī)改進(jìn)型三矢量模型預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩控制[J]. 陳煒,曾思坷,張國(guó)政,周湛清. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(S2)
[3]電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)最優(yōu)弱磁控制策略[J]. 林程,邢濟(jì)壘,黃卓然,程興群. 汽車工程. 2018(11)
[4]計(jì)及開(kāi)關(guān)頻率優(yōu)化的永磁同步電機(jī)模型預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩控制[J]. 田朱杰,吳曉新,於鋒,劉興. 電機(jī)與控制應(yīng)用. 2018(11)
[5]基于動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩滯環(huán)的TLDMC-PMSM直接轉(zhuǎn)矩控制[J]. 程啟明,陳路,程尹曼,孫偉莎,李濤. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2019(05)
[6]永磁同步電機(jī)雙模型預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩控制策略[J]. 徐艷平,李園園,周欽. 電力電子技術(shù). 2018(06)
[7]基于MTPA的內(nèi)置式永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩預(yù)測(cè)控制[J]. 張旭隆,王峰,張曉,曹言敬. 電機(jī)與控制應(yīng)用. 2018(03)
[8]永磁同步電機(jī)有限集模型預(yù)測(cè)直接轉(zhuǎn)矩控制[J]. 包廣清,何婷,劉小寶. 電機(jī)與控制應(yīng)用. 2018(02)
[9]六相串聯(lián)三相雙永磁同步電機(jī)預(yù)測(cè)型直接轉(zhuǎn)矩控制研究[J]. 陳光團(tuán),周揚(yáng)忠. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2018(15)
[10]基于最大轉(zhuǎn)矩電流比控制的永磁同步電機(jī)模型預(yù)測(cè)控制[J]. 劉雪松,劉文生. 電機(jī)與控制應(yīng)用. 2017(08)
博士論文
[1]永磁同步電機(jī)無(wú)傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制的研究[D]. 陸駿.東華大學(xué) 2016
[2]永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)研究[D]. 樊明迪.西北工業(yè)大學(xué) 2014
[3]永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)若干關(guān)鍵問(wèn)題研究[D]. 楊建飛.南京航空航天大學(xué) 2011
[4]城軌牽引內(nèi)置式永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率優(yōu)化控制方法研究[D]. 盛義發(fā).中南大學(xué) 2010
[5]PHEV復(fù)合電源及Halbach永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的研究[D]. 張好明.江蘇大學(xué) 2009
碩士論文
[1]永磁同步電機(jī)模型預(yù)測(cè)直接轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制策略研究[D]. 樊昱琨.西安理工大學(xué) 2018
[2]電動(dòng)汽車永磁同步輪轂電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩模型預(yù)測(cè)控制研究[D]. 趙明星.吉林大學(xué) 2018
[3]三相四開(kāi)關(guān)逆變器永磁同步電機(jī)系統(tǒng)模型預(yù)測(cè)控制技術(shù)研究[D]. 蘇均攀.浙江大學(xué) 2018
[4]電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的預(yù)測(cè)控制方法[D]. 郭婷婷.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[5]永磁同步電機(jī)模型預(yù)測(cè)控制技術(shù)研究[D]. 王巖強(qiáng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[6]三電平逆變器無(wú)位置傳感器永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制研究[D]. 張恩貝.燕山大學(xué) 2015
[7]混合動(dòng)力汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)先進(jìn)控制算法的研究[D]. 郭東山.電子科技大學(xué) 2015
[8]基于模型預(yù)測(cè)控制的永磁同步電機(jī)控制研究[D]. 魏香龍.北方工業(yè)大學(xué) 2014
[9]永磁同步電機(jī)的模型預(yù)測(cè)控制研究[D]. 楊佳雨.華北電力大學(xué) 2014
[10]電動(dòng)汽車用永磁同步電機(jī)的研究[D]. 溫有東.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
本文編號(hào):3032350
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