基于在線參數(shù)辨識的異步電機控制系統(tǒng)的開發(fā)
發(fā)布時間:2022-01-21 22:58
對于新能源汽車研究領(lǐng)域來說,伴隨著新型儲能技術(shù)的突破,已然進入了快速發(fā)展的階段。做為新能源汽車三大系統(tǒng)之一的電機驅(qū)動系統(tǒng),需要為整車提供充足的驅(qū)動力,是整車能源消耗的主要部分。在電機驅(qū)動系統(tǒng)高速化、小型化、輕量化和高效化的趨勢下,對電機驅(qū)動系統(tǒng)的研究具有非常重要的意義。本文討論了電機參數(shù)對電機控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響,證明了在高性能異步電機驅(qū)動系統(tǒng)中加入線參數(shù)辨識算法的必要性。選用遞推最小二乘法作為異步電機參數(shù)辨識過程的基礎(chǔ)方法,根據(jù)遞推最小二乘法的實現(xiàn)過程對異步電機在兩相靜止坐標系中的數(shù)學(xué)模型進行處理并加以改進,提出了積分形式的電機數(shù)學(xué)模型,可消除辨識過程中因二階導(dǎo)數(shù)引入的誤差。利用Simulink仿真平臺搭建了異步電機的仿真模型,結(jié)合實際的電機參數(shù)搭建了基于矢量控制的異步電機驅(qū)動系統(tǒng)仿真模型,驗證了算法的有效性,根據(jù)對仿真結(jié)果的分析確定了后續(xù)實驗中磁通角的細分數(shù)量。搭建了異步電機在線參數(shù)辨識仿真模型,驗證了改進辨識模型的有效性,根據(jù)仿真結(jié)果確定了后續(xù)實驗中遺忘因子和采樣時間的參考值。根據(jù)新能源車載異步電機驅(qū)動系統(tǒng)的要求,設(shè)計了電機控制器硬件電路,在電路中添加了多種保護措施,提高了驅(qū)動系...
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 新能源汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)的研究背景及意義
1.2 新能源汽車電機驅(qū)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
1.3 電機參數(shù)在線辨識研究現(xiàn)狀
1.4 論文的章節(jié)內(nèi)容
1.5 本章小結(jié)
第2章 異步電機的控制原理和電機參數(shù)辨識方法
2.1 交流電機的矢量控制策略
2.1.1 異步電機控制流程
2.1.2 磁鏈的解耦
2.1.3 空間矢量脈寬調(diào)制
2.2 磁通角觀測精度對電機控制的影響
2.2.1 磁通角的離散化
2.2.2 轉(zhuǎn)子時間常數(shù)對電機控制的影響
2.3 異步電機參數(shù)在線辨識方法
2.3.1 最小二乘法原理
2.3.2 遞推最小二乘法原理
2.4 本章小結(jié)
第3章 異步電機參數(shù)辨識過程仿真
3.1 異步電機的數(shù)學(xué)模型
3.1.1 異步電機在三相坐標系中的數(shù)學(xué)模型
3.1.2 異步電機在兩相靜止坐標系中的數(shù)學(xué)模型
3.1.3 異步電機在兩相同步坐標系中的數(shù)學(xué)模型
3.2 電機及矢量控制仿真模型的搭建
3.2.1 異步電機仿真模型
3.2.2 磁鏈觀測模塊仿真模型
3.2.3 SVPWM和矢量電壓生成模塊仿真模型
3.2.4 PI控制模塊仿真模型
3.3 矢量控制過程仿真結(jié)果分析
3.3.1 模型的有效性分析
3.3.2 磁通角細分數(shù)的選取
3.4 改進的異步電機參數(shù)辨識數(shù)學(xué)模型
3.5 基于RLS的參數(shù)辨識模型的搭建
3.6 參數(shù)辨識過程仿真結(jié)果分析
3.6.1 模型及算法的有效性分析
3.6.2 辨識算法中遺忘因子的選取
3.6.3 辨識算法中采樣步長的選取
3.7 本章小結(jié)
第4章 異步電機控制器的軟硬件設(shè)計
4.1 硬件電路設(shè)計
4.1.1 核心控制模塊
4.1.2 功率驅(qū)動模塊
4.1.3 信號采集和處理模塊
4.1.4 硬件保護模塊
4.1.5 通訊模塊
4.2 PCB可靠性和電磁兼容性設(shè)計
4.2.1 功率板PCB設(shè)計
4.2.2 主控板PCB設(shè)計
4.3 嵌入式軟件主體設(shè)計
4.4 通訊協(xié)議的制定
4.5 本章小結(jié)
第5章 異步電機驅(qū)動系統(tǒng)調(diào)試與實驗
5.1 控制器硬件功能測試
5.1.1 功率驅(qū)動模塊測試
5.1.2 反饋信號處理模塊測試
5.1.3 硬件保護模塊測試
5.2 異步電機控制系統(tǒng)的臺架實驗
5.2.1 上位機軟件開發(fā)
5.2.2 實驗臺搭建
5.2.3 控制系統(tǒng)開環(huán)實驗
5.2.4 控制系統(tǒng)閉環(huán)實驗
5.3 異步電機參數(shù)在線辨識算法驗證
5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻
致謝
學(xué)位論文評間及答辯情況表
【參考文獻】:
期刊論文
[1]嵌入式軟件外部質(zhì)量評價方法設(shè)計[J]. 陳蘇. 測試技術(shù)學(xué)報. 2019(01)
[2]基于改進模型的異步電機最小二乘參數(shù)辨識[J]. 孟慶碩,許鳴珠. 石家莊鐵道大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(01)
[3]淺析直流電機雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 顧亭亭,張明霞. 機電信息. 2019(05)
[4]分析新能源汽車發(fā)展對鈷的影響[J]. 李濤. 世界有色金屬. 2018(23)
[5]基于變步長Adaline神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的永磁同步電機參數(shù)辨識[J]. 張立偉,張鵬,劉曰鋒,張超,劉杰. 電工技術(shù)學(xué)報. 2018(S2)
[6]基于遺傳算法的凸極永磁同步電動機參數(shù)辨識[J]. 鐘衛(wèi)鵬,李茂軍. 電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報. 2019(11)
[7]永磁同步電機模糊遺忘因子最小二乘法參數(shù)辨識[J]. 沈艷霞,靳保龍. 系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2018(09)
[8]基于自適應(yīng)粒子群優(yōu)化算法的永磁同步電機參數(shù)辨識[J]. 袁玉敏. 測控技術(shù). 2018(07)
[9]電動車永磁同步電動機的設(shè)計發(fā)展[J]. 付多智. 汽車工程師. 2018(06)
[10]新能源汽車關(guān)鍵原材料全球供應(yīng)風(fēng)險評估[J]. 王昶,孫晶,左綠水,宋慧玲. 中國科技論壇. 2018(04)
博士論文
[1]感應(yīng)電機狀態(tài)觀測與參數(shù)在線辨識技術(shù)[D]. 趙力航.浙江大學(xué) 2016
[2]純電動汽車動力總成系統(tǒng)匹配技術(shù)研究[D]. 黃萬友.山東大學(xué) 2012
碩士論文
[1]VALEO公司新能源汽車零部件發(fā)展戰(zhàn)略研究[D]. 聶忠良.南昌大學(xué) 2018
[2]基于長短記憶模式遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(LSTM-RNN)的異步電機參數(shù)辨識研究[D]. 陳龍.安徽大學(xué) 2018
[3]基于參數(shù)辨識的車用永磁同步電機矢量控制研究[D]. 高夢春.大連理工大學(xué) 2017
[4]異步電機矢量控制系統(tǒng)的參數(shù)辨識研究[D]. 高鵬.蘭州交通大學(xué) 2016
[5]有刷直流電機模糊PID自整定方法實驗研究[D]. 吳春楊.哈爾濱工程大學(xué) 2016
[6]車用異步電機驅(qū)動控制器研究與開發(fā)[D]. 程鵬.重慶大學(xué) 2015
[7]電動汽車電機驅(qū)動控制器關(guān)鍵性技術(shù)的研究和實現(xiàn)[D]. 王鑫正.沈陽工業(yè)大學(xué) 2015
[8]基于改進最小二乘的異步電機在線參數(shù)辨識研究[D]. 郭建濤.安徽大學(xué) 2014
[9]純電動汽車電機控制器的研究[D]. 尹偉.山東大學(xué) 2014
[10]異步電動機的矢量控制與參數(shù)辨識[D]. 劉星.大連交通大學(xué) 2013
本文編號:3601113
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 新能源汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)的研究背景及意義
1.2 新能源汽車電機驅(qū)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
1.3 電機參數(shù)在線辨識研究現(xiàn)狀
1.4 論文的章節(jié)內(nèi)容
1.5 本章小結(jié)
第2章 異步電機的控制原理和電機參數(shù)辨識方法
2.1 交流電機的矢量控制策略
2.1.1 異步電機控制流程
2.1.2 磁鏈的解耦
2.1.3 空間矢量脈寬調(diào)制
2.2 磁通角觀測精度對電機控制的影響
2.2.1 磁通角的離散化
2.2.2 轉(zhuǎn)子時間常數(shù)對電機控制的影響
2.3 異步電機參數(shù)在線辨識方法
2.3.1 最小二乘法原理
2.3.2 遞推最小二乘法原理
2.4 本章小結(jié)
第3章 異步電機參數(shù)辨識過程仿真
3.1 異步電機的數(shù)學(xué)模型
3.1.1 異步電機在三相坐標系中的數(shù)學(xué)模型
3.1.2 異步電機在兩相靜止坐標系中的數(shù)學(xué)模型
3.1.3 異步電機在兩相同步坐標系中的數(shù)學(xué)模型
3.2 電機及矢量控制仿真模型的搭建
3.2.1 異步電機仿真模型
3.2.2 磁鏈觀測模塊仿真模型
3.2.3 SVPWM和矢量電壓生成模塊仿真模型
3.2.4 PI控制模塊仿真模型
3.3 矢量控制過程仿真結(jié)果分析
3.3.1 模型的有效性分析
3.3.2 磁通角細分數(shù)的選取
3.4 改進的異步電機參數(shù)辨識數(shù)學(xué)模型
3.5 基于RLS的參數(shù)辨識模型的搭建
3.6 參數(shù)辨識過程仿真結(jié)果分析
3.6.1 模型及算法的有效性分析
3.6.2 辨識算法中遺忘因子的選取
3.6.3 辨識算法中采樣步長的選取
3.7 本章小結(jié)
第4章 異步電機控制器的軟硬件設(shè)計
4.1 硬件電路設(shè)計
4.1.1 核心控制模塊
4.1.2 功率驅(qū)動模塊
4.1.3 信號采集和處理模塊
4.1.4 硬件保護模塊
4.1.5 通訊模塊
4.2 PCB可靠性和電磁兼容性設(shè)計
4.2.1 功率板PCB設(shè)計
4.2.2 主控板PCB設(shè)計
4.3 嵌入式軟件主體設(shè)計
4.4 通訊協(xié)議的制定
4.5 本章小結(jié)
第5章 異步電機驅(qū)動系統(tǒng)調(diào)試與實驗
5.1 控制器硬件功能測試
5.1.1 功率驅(qū)動模塊測試
5.1.2 反饋信號處理模塊測試
5.1.3 硬件保護模塊測試
5.2 異步電機控制系統(tǒng)的臺架實驗
5.2.1 上位機軟件開發(fā)
5.2.2 實驗臺搭建
5.2.3 控制系統(tǒng)開環(huán)實驗
5.2.4 控制系統(tǒng)閉環(huán)實驗
5.3 異步電機參數(shù)在線辨識算法驗證
5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻
致謝
學(xué)位論文評間及答辯情況表
【參考文獻】:
期刊論文
[1]嵌入式軟件外部質(zhì)量評價方法設(shè)計[J]. 陳蘇. 測試技術(shù)學(xué)報. 2019(01)
[2]基于改進模型的異步電機最小二乘參數(shù)辨識[J]. 孟慶碩,許鳴珠. 石家莊鐵道大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(01)
[3]淺析直流電機雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 顧亭亭,張明霞. 機電信息. 2019(05)
[4]分析新能源汽車發(fā)展對鈷的影響[J]. 李濤. 世界有色金屬. 2018(23)
[5]基于變步長Adaline神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的永磁同步電機參數(shù)辨識[J]. 張立偉,張鵬,劉曰鋒,張超,劉杰. 電工技術(shù)學(xué)報. 2018(S2)
[6]基于遺傳算法的凸極永磁同步電動機參數(shù)辨識[J]. 鐘衛(wèi)鵬,李茂軍. 電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報. 2019(11)
[7]永磁同步電機模糊遺忘因子最小二乘法參數(shù)辨識[J]. 沈艷霞,靳保龍. 系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2018(09)
[8]基于自適應(yīng)粒子群優(yōu)化算法的永磁同步電機參數(shù)辨識[J]. 袁玉敏. 測控技術(shù). 2018(07)
[9]電動車永磁同步電動機的設(shè)計發(fā)展[J]. 付多智. 汽車工程師. 2018(06)
[10]新能源汽車關(guān)鍵原材料全球供應(yīng)風(fēng)險評估[J]. 王昶,孫晶,左綠水,宋慧玲. 中國科技論壇. 2018(04)
博士論文
[1]感應(yīng)電機狀態(tài)觀測與參數(shù)在線辨識技術(shù)[D]. 趙力航.浙江大學(xué) 2016
[2]純電動汽車動力總成系統(tǒng)匹配技術(shù)研究[D]. 黃萬友.山東大學(xué) 2012
碩士論文
[1]VALEO公司新能源汽車零部件發(fā)展戰(zhàn)略研究[D]. 聶忠良.南昌大學(xué) 2018
[2]基于長短記憶模式遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(LSTM-RNN)的異步電機參數(shù)辨識研究[D]. 陳龍.安徽大學(xué) 2018
[3]基于參數(shù)辨識的車用永磁同步電機矢量控制研究[D]. 高夢春.大連理工大學(xué) 2017
[4]異步電機矢量控制系統(tǒng)的參數(shù)辨識研究[D]. 高鵬.蘭州交通大學(xué) 2016
[5]有刷直流電機模糊PID自整定方法實驗研究[D]. 吳春楊.哈爾濱工程大學(xué) 2016
[6]車用異步電機驅(qū)動控制器研究與開發(fā)[D]. 程鵬.重慶大學(xué) 2015
[7]電動汽車電機驅(qū)動控制器關(guān)鍵性技術(shù)的研究和實現(xiàn)[D]. 王鑫正.沈陽工業(yè)大學(xué) 2015
[8]基于改進最小二乘的異步電機在線參數(shù)辨識研究[D]. 郭建濤.安徽大學(xué) 2014
[9]純電動汽車電機控制器的研究[D]. 尹偉.山東大學(xué) 2014
[10]異步電動機的矢量控制與參數(shù)辨識[D]. 劉星.大連交通大學(xué) 2013
本文編號:3601113
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/qiche/3601113.html
最近更新
教材專著