本文關(guān)鍵詞：電動汽車無刷直流電機控制算法研究

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【摘要】：隨著社會的快速發(fā)展,汽車的市場保有量不斷增加,給環(huán)境帶來很大的污染。隨著人們環(huán)保意識的增強,電動汽車以其零排放、低噪聲、操作靈便等優(yōu)點引起人們廣泛關(guān)注,電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)是電機和電機驅(qū)動系統(tǒng)。研究驅(qū)動控制算法對于提高電動汽車的運行效率及汽車的整體性能有著重要意義。本文從電動汽車對驅(qū)動電機性能的要求出發(fā),通過對應(yīng)用非常廣泛的直流無刷電機的工作原理、機械特性、驅(qū)動方法進行分析,建立了無刷直流電機的數(shù)學(xué)模型;然后,采用轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制策略,研究了電機控制系統(tǒng)方案和硬件結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)采用雙PI控制器,存在抗擾動能力較差,響應(yīng)時間過長,調(diào)節(jié)精度較低,魯棒性較差等不足。本文在電流環(huán)采用PI控制器的基礎(chǔ)上,對轉(zhuǎn)速環(huán)的控制算法做了重點研究。通過MATELAB/Simulink建立仿真環(huán)境,對轉(zhuǎn)速環(huán)采用PI和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)情況下,系統(tǒng)參數(shù)采用相同的設(shè)置,系統(tǒng)在低速給定、高速階躍工況下進行仿真分析對比。緊接著又對系統(tǒng)在突加擾動、負載突變、電機急加減速工況下仿真對比。結(jié)果表明,具有邏輯推理、自學(xué)習(xí)能力等特點的模糊RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法具有相對速度快、抗干擾能力強、調(diào)節(jié)精度高等優(yōu)點。
【關(guān)鍵詞】：無刷直流電機 PI 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 電動汽車 驅(qū)動系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：河北科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-13
• 1.1 課題的研究背景及意義9
• 1.2 國內(nèi)外電動汽車的發(fā)展現(xiàn)狀9-11
• 1.3 直流無刷電機及其控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.4 本文主要研究的內(nèi)容12-13
• 第2章 無刷直流電機工作原理與數(shù)學(xué)模型13-29
• 2.1 電動汽車對電機的要求13-14
• 2.1.1 電動汽車對電機的控制系統(tǒng)的要求13
• 2.1.2 電動汽車對電機本體的要求13-14
• 2.2 電動汽車驅(qū)動電機選型14-16
• 2.2.1 驅(qū)動電機的功率選擇14
• 2.2.2 驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速選擇14-15
• 2.2.3 驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)矩選擇15
• 2.2.4 驅(qū)動電機的選擇15-16
• 2.3 無刷直流電機的結(jié)構(gòu)和工作原理16-20
• 2.3.1 無刷直流電機的結(jié)構(gòu)16-18
• 2.3.2 無刷直流電機的工作原理18-20
• 2.4 無刷直流電機數(shù)學(xué)模型20-24
• 2.4.1 無刷直流電機微分方程模型20-22
• 2.4.2 無刷直流電機的傳遞函數(shù)模型22-24
• 2.5 BLDCM的特性分析24-27
• 2.5.1 工作特性24-25
• 2.5.2 調(diào)節(jié)特性25-26
• 2.5.3 機械特性26-27
• 2.6 本章小結(jié)27-29
• 第3章 電動汽車的電機驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計29-41
• 3.1 無刷直流電機的調(diào)速方式29-30
• 3.2 刷直流電機驅(qū)動控制策略選擇30-34
• 3.2.1 轉(zhuǎn)矩控制策略30-31
• 3.2.2 電壓控制策略31-33
• 3.2.3 轉(zhuǎn)速控制策略33-34
• 3.3 電機驅(qū)動控制系統(tǒng)方案34-35
• 3.3.1 電機驅(qū)動控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)34
• 3.3.2 電機驅(qū)動控制系統(tǒng)雙閉環(huán)的結(jié)構(gòu)34-35
• 3.4 控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)電路設(shè)計35-40
• 3.4.1 DSP數(shù)字控制芯片35-36
• 3.4.2 MOSFET驅(qū)動電路設(shè)計36-37
• 3.4.3 過壓保護電路37-38
• 3.4.4 光耦隔離電路38-39
• 3.4.5 位置檢測電路39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第4章 無刷直流電機的速度控制方法研究41-51
• 4.1 模糊控制算法論證41-43
• 4.1.1 模糊控制介紹41
• 4.1.2 模糊控制器結(jié)構(gòu)41-43
• 4.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制43-47
• 4.2.1 徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型44-45
• 4.2.2 RBF網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法45-47
• 4.3 模糊RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制實現(xiàn)47-50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 第5章 電動汽車電機驅(qū)動算法仿真研究51-63
• 5.1 Matlab/Simulink仿真平臺介紹51
• 5.2 無刷直流電機仿真模型模塊51-54
• 5.2.1 直流無刷電機本體52
• 5.2.2 反電動勢模塊的設(shè)計52-53
• 5.2.3 電壓逆變器模塊53-54
• 5.3 PI控制系統(tǒng)仿真分析54-57
• 5.3.1 PI控制系統(tǒng)低速給定仿真55-57
• 5.3.2 PI控制系統(tǒng)高速階躍仿真57
• 5.4 模糊RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)仿真與分析57-60
• 5.4.1 基于模糊RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的低速仿真58-60
• 5.4.2 模糊RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高速階躍仿真60
• 5.5 控制系統(tǒng)擾動和加減速情況下的仿真分析60-62
• 5.5.1 給定轉(zhuǎn)速信號擾動下的仿真61
• 5.5.2 負載突變情況下的仿真61-62
• 5.5.3 電機加減速仿真分析62
• 5.6 仿真分析及結(jié)論62-63
• 結(jié)論63-65
• 參考文獻65-71
• 致謝71-73
• 個人簡歷73

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本文編號：817562