純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)與充電一體化控制系統(tǒng)研究
發(fā)布時(shí)間:2023-03-10 22:15
目前,電動(dòng)汽車(chē)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、車(chē)載高壓電池充電器幾乎都是兩個(gè)分離的裝置,這種布置方式浪費(fèi)了車(chē)載空間,推高了汽車(chē)成本。本課題以電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與車(chē)載高壓電池充電器為主要研究對(duì)象,結(jié)合半功率升壓技術(shù)與逆變技術(shù),對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)充電一體化集成控制進(jìn)行研究。首先,針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行研究。對(duì)永磁同步電機(jī)分別在三相、兩相坐標(biāo)系下進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,在分析了各模型應(yīng)用特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,分析了現(xiàn)有永磁同步電機(jī)的控制策略,提出了一種針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)需求的永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制策略:最大力矩電流和弱磁控制相結(jié)合的控制方式。其次,對(duì)雙向DC/DC變換器進(jìn)行研究,重點(diǎn)分別對(duì)升壓斬波電路和降壓斬波電路進(jìn)行研究,并結(jié)合本課題的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)提出半功率升壓DC/DC與逆變橋的協(xié)調(diào)控制策略,使其達(dá)到最優(yōu)調(diào)制比。在此基礎(chǔ)上搭建了MATLAB/Simulink環(huán)境下的永磁同步電機(jī)矢量控制仿真模型和DC/DC升壓控制仿真并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析。再次,以純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)充電一體化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為核心,設(shè)計(jì)了整個(gè)系統(tǒng)硬件電路。根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)的要求完成了檔位設(shè)計(jì)電路、電子油門(mén)電路、電流與電壓的檢測(cè)電路以及通訊電路等電路的設(shè)計(jì)。同時(shí)考慮到系統(tǒng)的防干擾,對(duì)其進(jìn)行了...
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題選題背景及研究意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 純電動(dòng)汽車(chē)中各種驅(qū)動(dòng)電機(jī)性能比較和選擇
1.4 永磁同步電機(jī)的控制方法的選定
1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容與章節(jié)安排
1.6 本章小結(jié)
第2章 永磁同步電機(jī)控制策略
2.1 永磁同步電機(jī)(PMSM)的數(shù)學(xué)模型建立條件
2.2 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型
2.2.1 三相靜止坐標(biāo)系中的電機(jī)數(shù)學(xué)模型
2.2.2 α-β坐標(biāo)系中的電機(jī)數(shù)學(xué)模型
2.2.3 d-q-0同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的電機(jī)數(shù)學(xué)模型
2.3 永磁同步電機(jī)的矢量控制
2.4 永磁同步電機(jī)矢量控制策略
2.5 電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)控制策略
2.6 本章小結(jié)
第3章 半功率升壓DC/DC及其控制策略
3.1 主電路設(shè)計(jì)
3.2 升壓斬波控制策略
3.3 反向降壓斬波控制策略
3.4 半功率升壓DC/DC與逆變橋的協(xié)調(diào)控制
3.5 DC/DC控制仿真
3.6 本章小結(jié)
第4章 電機(jī)控制系統(tǒng)仿真
4.1 基于雙向半功率升壓DC/DC的MATLAB Simlink的仿真建模
4.2 永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)框圖
4.3 矢量控制系統(tǒng)仿真模型
4.3.1 坐標(biāo)變換
4.3.2 SVPWM模塊
4.3.3 矢量控制仿真分析
4.4 本章小結(jié)
第5章 電動(dòng)汽車(chē)控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
5.1 控制器硬件系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)
5.2 永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
5.3 核心器件的參數(shù)計(jì)算與選型
5.3.1 主控芯片
5.3.2 電機(jī)編碼器
5.3.3 驅(qū)動(dòng)模塊
5.3.4 母線電容
5.3.5 電流傳感器
5.3.6 通訊模塊
5.4 檢測(cè)電路
5.4.1 轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)電路
5.4.2 電動(dòng)汽車(chē)檔位設(shè)計(jì)
5.4.3 電子油門(mén)電路
5.4.4 電流檢測(cè)設(shè)計(jì)
5.4.5 電壓檢測(cè)設(shè)計(jì)
5.4.6 驅(qū)動(dòng)/充電手動(dòng)開(kāi)關(guān)切換
5.5 系統(tǒng)保護(hù)電路
5.5.1 過(guò)流保護(hù)
5.5.2 過(guò)壓保護(hù)電路
5.5.3 電機(jī)溫度保護(hù)
5.6 硬件防干擾研究
5.6.1 控制電源的抗干擾設(shè)計(jì)
5.6.2 控制電路PCB線路設(shè)計(jì)
5.6.3 控制電路的接地設(shè)計(jì)
5.7 本章小結(jié)
第6章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
6.1 控制策略的開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)
6.1.1 基于Code Composer Studio的開(kāi)發(fā)技術(shù)
6.2 電機(jī)控制器的程序設(shè)計(jì)
6.2.1 電機(jī)控制器主程序
6.2.2 功能子程序
6.3 中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)
6.4 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
附錄 SVPWM源程序
攻讀學(xué)位期間取得的科研成果目錄
致謝
本文編號(hào):3758660
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題選題背景及研究意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 純電動(dòng)汽車(chē)中各種驅(qū)動(dòng)電機(jī)性能比較和選擇
1.4 永磁同步電機(jī)的控制方法的選定
1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容與章節(jié)安排
1.6 本章小結(jié)
第2章 永磁同步電機(jī)控制策略
2.1 永磁同步電機(jī)(PMSM)的數(shù)學(xué)模型建立條件
2.2 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型
2.2.1 三相靜止坐標(biāo)系中的電機(jī)數(shù)學(xué)模型
2.2.2 α-β坐標(biāo)系中的電機(jī)數(shù)學(xué)模型
2.2.3 d-q-0同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的電機(jī)數(shù)學(xué)模型
2.3 永磁同步電機(jī)的矢量控制
2.4 永磁同步電機(jī)矢量控制策略
2.5 電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)控制策略
2.6 本章小結(jié)
第3章 半功率升壓DC/DC及其控制策略
3.1 主電路設(shè)計(jì)
3.2 升壓斬波控制策略
3.3 反向降壓斬波控制策略
3.4 半功率升壓DC/DC與逆變橋的協(xié)調(diào)控制
3.5 DC/DC控制仿真
3.6 本章小結(jié)
第4章 電機(jī)控制系統(tǒng)仿真
4.1 基于雙向半功率升壓DC/DC的MATLAB Simlink的仿真建模
4.2 永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)框圖
4.3 矢量控制系統(tǒng)仿真模型
4.3.1 坐標(biāo)變換
4.3.2 SVPWM模塊
4.3.3 矢量控制仿真分析
4.4 本章小結(jié)
第5章 電動(dòng)汽車(chē)控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
5.1 控制器硬件系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)
5.2 永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
5.3 核心器件的參數(shù)計(jì)算與選型
5.3.1 主控芯片
5.3.2 電機(jī)編碼器
5.3.3 驅(qū)動(dòng)模塊
5.3.4 母線電容
5.3.5 電流傳感器
5.3.6 通訊模塊
5.4 檢測(cè)電路
5.4.1 轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)電路
5.4.2 電動(dòng)汽車(chē)檔位設(shè)計(jì)
5.4.3 電子油門(mén)電路
5.4.4 電流檢測(cè)設(shè)計(jì)
5.4.5 電壓檢測(cè)設(shè)計(jì)
5.4.6 驅(qū)動(dòng)/充電手動(dòng)開(kāi)關(guān)切換
5.5 系統(tǒng)保護(hù)電路
5.5.1 過(guò)流保護(hù)
5.5.2 過(guò)壓保護(hù)電路
5.5.3 電機(jī)溫度保護(hù)
5.6 硬件防干擾研究
5.6.1 控制電源的抗干擾設(shè)計(jì)
5.6.2 控制電路PCB線路設(shè)計(jì)
5.6.3 控制電路的接地設(shè)計(jì)
5.7 本章小結(jié)
第6章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
6.1 控制策略的開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)
6.1.1 基于Code Composer Studio的開(kāi)發(fā)技術(shù)
6.2 電機(jī)控制器的程序設(shè)計(jì)
6.2.1 電機(jī)控制器主程序
6.2.2 功能子程序
6.3 中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)
6.4 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
附錄 SVPWM源程序
攻讀學(xué)位期間取得的科研成果目錄
致謝
本文編號(hào):3758660
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