本文關(guān)鍵詞：基于電子無(wú)級(jí)變速混合動(dòng)力系統(tǒng)雙電機(jī)控制算法的研究

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【摘要】：新能源汽車中混合動(dòng)力汽車以其較長(zhǎng)的續(xù)駛里程和較好的燃油經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)發(fā)展較為迅速。在國(guó)內(nèi),尤其在城市公交客車領(lǐng)域,混合動(dòng)力得到快速發(fā)展。當(dāng)前較為成功的混合動(dòng)力系統(tǒng)為豐田的電子無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)(Electrical Variable Transmission,EVT),其主要應(yīng)用于小型乘用車,在城市公交客車方面應(yīng)用較少,因此本文針對(duì)電子無(wú)級(jí)變速混合動(dòng)力系統(tǒng)在公交客車方面的應(yīng)用來(lái)展開研究。本文所研究的EVT系統(tǒng)由雙電機(jī)和雙行星排組成,根據(jù)系統(tǒng)構(gòu)型的特點(diǎn),首先介紹了其工作原理,分析了在不同模式下三動(dòng)力源(發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)MG1和電機(jī)MG2)的工作狀態(tài),并利用杠桿模型法分析了三動(dòng)力源的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩關(guān)系。在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩輸出計(jì)算公式,從而明確系統(tǒng)對(duì)雙電機(jī)工作特性的需求,提出了MG1前饋加反饋及MG2轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償?shù)目刂扑惴�。電機(jī)在EVT系統(tǒng)中起到動(dòng)力源與模式切換執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用,其控制系統(tǒng)的響應(yīng)特性將影響EVT穩(wěn)態(tài)與動(dòng)態(tài)工作特性,因此研究了永磁同步電機(jī)及其控制系統(tǒng)。介紹了永磁同步電機(jī)矢量及弱磁控制的原理,分析了脈寬調(diào)制技術(shù)及其實(shí)現(xiàn)矢量控制的過(guò)程,利用Simulink/Simscape搭建了電機(jī)的矢量及弱磁控制仿真模型,對(duì)比了有、無(wú)弱磁控制策略時(shí)電機(jī)的輸出特性。仿真結(jié)果表明:電機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性較好;弱磁控制擴(kuò)大了電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩輸出能力,有利于在EVT系統(tǒng)上的應(yīng)用。在對(duì)電機(jī)及其控制系統(tǒng)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,搭建了EVT車輛機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)模型及控制算法模型,并將電機(jī)系統(tǒng)集成到EVT系統(tǒng)中,完成了整車系統(tǒng)集成的仿真。仿真結(jié)果顯示,MG1前饋加反饋的算法使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠跟隨目標(biāo)工作點(diǎn),通過(guò)對(duì)MG2協(xié)調(diào)控制,降低了系統(tǒng)在模式切換時(shí)的沖擊,并提高了發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)整車的動(dòng)力性。
【關(guān)鍵詞】：EVT 混合動(dòng)力 協(xié)調(diào)控制 電機(jī)矢量控制 Simulink/Simscape
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U469.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 本文的研究背景及意義11-12
• 1.2 EVT及電機(jī)控制的研究現(xiàn)狀12-20
• 1.2.1 EVT的研究現(xiàn)狀12-19
• 1.2.2 永磁同步電機(jī)控制的研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容20-23
• 第2章 EVT系統(tǒng)特性及其控制算法23-37
• 2.1 EVT混合動(dòng)力系統(tǒng)的構(gòu)型23-24
• 2.2 不同模式下三動(dòng)力源的特性分析24-34
• 2.2.1 純電動(dòng)起步模式24-26
• 2.2.2 啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)模式26-28
• 2.2.3 無(wú)級(jí)變速模式28-32
• 2.2.4 再生制動(dòng)模式32-33
• 2.2.5 倒車模式33-34
• 2.3 EVT控制算法34-36
• 2.3.1 穩(wěn)態(tài)控制34-35
• 2.3.2 動(dòng)態(tài)控制35-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 第3章 電機(jī)及其控制系統(tǒng)37-55
• 3.1 電機(jī)的數(shù)學(xué)模型37-41
• 3.1.1 坐標(biāo)系及其變換37-39
• 3.1.2 三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型39-40
• 3.1.3 轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系下的電機(jī)模型40-41
• 3.2 基于轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系的矢量控制系統(tǒng)41-49
• 3.2.1 電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制41-42
• 3.2.2 電壓矢量42-44
• 3.2.3 脈寬調(diào)制44-49
• 3.3 弱磁控制49-52
• 3.4 電機(jī)本體參數(shù)設(shè)計(jì)52-53
• 3.5 本章小結(jié)53-55
• 第4章 EVT混合動(dòng)力雙電機(jī)系統(tǒng)建模55-79
• 4.1 MATLAB/Simulink/Simscape簡(jiǎn)介55-56
• 4.2 電機(jī)及其控制系統(tǒng)建模56-69
• 4.2.1 坐標(biāo)變換建模57-60
• 4.2.2 PID控制器建模60-61
• 4.2.3 脈寬調(diào)制建模61-67
• 4.2.4 逆變器及電機(jī)模型67-69
• 4.2.5 弱磁控制算法建模69
• 4.3 車輛機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)建模69-75
• 4.3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)模型70-71
• 4.3.2 行星齒輪機(jī)構(gòu)模型71-72
• 4.3.3 差速器模型72
• 4.3.4 車輪模型72-74
• 4.3.5 車體模型74-75
• 4.4 EVT控制算法建模75-77
• 4.5 本章小結(jié)77-79
• 第5章 EVT及電機(jī)系統(tǒng)仿真與分析79-97
• 5.1 電機(jī)及其控制系統(tǒng)仿真分析79-83
• 5.1.1 階躍負(fù)載下的仿真79-81
• 5.1.2 有、無(wú)弱磁控制下的電機(jī)外特性仿真81-83
• 5.2 EVT集成系統(tǒng)的仿真83-95
• 5.2.1 模式切換過(guò)程仿真84-86
• 5.2.2 循環(huán)工況仿真86-95
• 5.3 本章小節(jié)95-97
• 第6章 全文總結(jié)與研究展望97-99
• 6.1 全文總結(jié)97-98
• 6.2 研究展望98-99
• 參考文獻(xiàn)99-105
• 作者簡(jiǎn)介及研究成果105-107
• 致謝107

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：814556