發(fā)布時(shí)間：2017-09-25 17:12

  本文關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車用無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)

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【摘要】：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)、科技的不斷發(fā)展與進(jìn)步,能源危機(jī)和環(huán)境污染等問(wèn)題日漸突出。傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車對(duì)能源需求量巨大,而且?guī)?lái)了嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題,電動(dòng)汽車的出現(xiàn)對(duì)解決能源和環(huán)境問(wèn)題,開辟了新的發(fā)展領(lǐng)域。電動(dòng)汽車是未來(lái)汽車產(chǎn)業(yè)新的發(fā)展方向,對(duì)其電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研究至關(guān)重要。無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)效率、速度調(diào)節(jié)等方面尤為突出,并且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)在電動(dòng)汽車領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛。相對(duì)于國(guó)內(nèi)的電動(dòng)汽車行業(yè),機(jī)電控制系統(tǒng)通常由國(guó)外引進(jìn),成本高的同時(shí)限制了國(guó)內(nèi)行業(yè)技術(shù)的發(fā)展,因此對(duì)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研究有廣闊的市場(chǎng)前景和實(shí)用價(jià)值。本文主要的研究對(duì)象是無(wú)刷直流電機(jī),并對(duì)其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),使電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn),減小其波動(dòng)與噪聲。論文首先分析了電機(jī)的基本構(gòu)成和運(yùn)行方式,根據(jù)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和控制理論,結(jié)合電動(dòng)汽車用電機(jī)的應(yīng)用要求和使用范圍,在Matlab/Simulink仿真平臺(tái)中,創(chuàng)建了無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的仿真模型。在矢量控制方式下,結(jié)合模糊PID控制算法與SVPWM調(diào)制方式,在得出仿真結(jié)果后,進(jìn)行比較分析確定最優(yōu)的控制方式,并為之后的實(shí)物硬件設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。根據(jù)控制系統(tǒng)的性能參數(shù),采用美國(guó)TI公司的產(chǎn)品TMS320F2812DSP作為系統(tǒng)主控芯片,完成電機(jī)控制器的硬件電路與軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)并制作PCB板。硬件設(shè)計(jì)主要有電源電路、數(shù)據(jù)處理芯片DSP電路、驅(qū)動(dòng)電路、逆變電路、電壓與電流采集電路、位置信號(hào)檢測(cè)電路、隔離保護(hù)電路、輸入與輸出控制電路。軟件部分主要包括主程序、電流中斷、位置中斷和故障中斷程序,最后完成控制系統(tǒng)調(diào)試,得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論仿真結(jié)果相符,驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)方案切實(shí)可行。
【關(guān)鍵詞】：電動(dòng)汽車 無(wú)刷直流電機(jī) 模糊PID控制算法 SVPWM調(diào)制
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM33;U469.72
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題研究的背景與意義10
• 1.2 電動(dòng)汽車在國(guó)內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀10-11
• 1.3 電動(dòng)汽車整體結(jié)構(gòu)及電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)11-13
• 1.3.1 電動(dòng)汽車整體結(jié)構(gòu)11-12
• 1.3.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)12-13
• 1.4 永磁無(wú)刷直流電機(jī)的控制技術(shù)研究13-14
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容14-15
• 第2章 無(wú)刷直流電機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行原理15-21
• 2.1 無(wú)刷直流電機(jī)系統(tǒng)的基本構(gòu)成15-16
• 2.2 無(wú)刷直流電機(jī)的工作原理16-19
• 2.3 無(wú)刷直流電機(jī)數(shù)學(xué)模型19-20
• 2.4 本章小結(jié)20-21
• 第3章 無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)21-37
• 3.1 無(wú)刷直流電機(jī)位置信號(hào)檢測(cè)方法21-22
• 3.2 電流與轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)控制策略22
• 3.3 PID原理分析22-24
• 3.3.1 PID控制器22-24
• 3.3.2 采樣頻率的選取24
• 3.4 模糊控制的基本原理與構(gòu)成24-26
• 3.5 控制器的模糊化方式設(shè)計(jì)26-27
• 3.5.1 模糊語(yǔ)言變量的確定26-27
• 3.5.2 解模糊化處理27
• 3.6 模糊PID控制器設(shè)計(jì)27-30
• 3.6.1 模糊PID控制器的原理27-28
• 3.6.2 電機(jī)模糊PID控制器設(shè)計(jì)28-30
• 3.7 矢量控制及空間電壓矢量（SVPWM）調(diào)制30-36
• 3.7.1 矢量控制原理30-32
• 3.7.2 空間電壓矢量SVPWM調(diào)制方式32-36
• 3.8 本章小結(jié)36-37
• 第4章 無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)建模與仿真研究37-46
• 4.1 電機(jī)控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)37
• 4.2 電機(jī)控制系統(tǒng)的仿真模型37-41
• 4.2.1 矢量坐標(biāo)變換模塊38
• 4.2.2 SVPWM仿真模塊38-41
• 4.2.3 模糊PID仿真模塊41
• 4.3 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果41-45
• 4.3.1 電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩仿真結(jié)果41-44
• 4.3.2 電機(jī)轉(zhuǎn)速仿真結(jié)果44-45
• 4.4 本章小結(jié)45-46
• 第5章 無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)硬件與軟件設(shè)計(jì)46-59
• 5.1 控制系統(tǒng)總體硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述46-52
• 5.1.1 核心控制單元46-47
• 5.1.2 逆變電路47
• 5.1.3 IGBT驅(qū)動(dòng)電路47-48
• 5.1.4 光耦隔離電路48-49
• 5.1.5 電流檢測(cè)電路49
• 5.1.6 電壓檢測(cè)電路49-50
• 5.1.7 電動(dòng)汽車調(diào)速電路50-51
• 5.1.8 顯示輸出電路51
• 5.1.9 PCB板設(shè)計(jì)51-52
• 5.2 電機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)52-55
• 5.2.1 控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)52
• 5.2.2 中斷子程序52-55
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果調(diào)試與分析55-58
• 5.3.1 控制方式比較56-57
• 5.3.2 調(diào)制方式比較57-58
• 5.4 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)成果64-65
• 致謝65

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1 邱建琪,史涔n，

本文編號(hào)：918543