电动汽车永磁同步电机无传感器控制

发布时间：2022-05-08 14:56

　　节能环保的电动汽车（Electric Vehicles,EV）是世界汽车主要的发展趋势。高性能车用永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）驱动系统是电动汽车的关键系统,而电机转子位置和转速的准确检测是电机正常运行的保证。传统PMSM的转子位置和转速通常采用机械传感器进行测量,增多了机械成本,而且传感器易受环境影响导致受损甚至失灵,汽车的行驶安全会因此受到威胁。为此,本文对车用PMSM在低速、中高速以及全速范围内转子位置和速度的估计技术开展了研究工作,主要工作如下:建立了PMSM矢量控制系统模型,对PMSM速度控制器、电流调节器进行设计。针对传统PMSM矢量控制系统中存在的速度超调问题,设计了基于反馈增益的速度调节方法。应用Matlab/Simulink建立了改进前后的PMSM矢量控制系统模型,仿真结果证明:改进的方法能明显的抑制速度超调现象,使系统的抗干扰性和稳态性得到了改善。由于PMSM转子初始位置获取困难,可以利用电机转子磁路的饱和特性,采用一种基于电感与电流关系的直轴方向判断方法估计电机的转子初始位置。利用脉振高频信号注入法估... 

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究意义和背景
    1.2 车用PMSM研究现状
        1.2.1 PMSM低速运行无传感器控制研究现状
        1.2.2 PMSM中高速运行无传感器控制研究现状
        1.2.3 PMSM全速运行无传感器控制研究现状
    1.3 本文主要研究内容
    1.4 研究方法及技术路线
第二章 PMSM矢量控制
    2.1 PMSM的数学模型
    2.2 PMSM矢量控制原理
        2.2.1 电流环控制
        2.2.2 基于抗干扰的速度控制器
        2.2.3 电压空间矢量脉宽调制
    2.3 仿真结果分析
    2.4 本章小结
第三章 PMSM低速无传感器控制技术
    3.1 PMSM脉振高频电压注入法原理
    3.2 PMSM低速无传感器控制策略
        3.2.1 PMSM的电感磁饱和效应分析
        3.2.2 判断直轴方向
        3.2.3 初始位置模型仿真验证
    3.3 仿真结果分析
    3.4 本章小结
第四章 PMSM全速范围无传感器控制技术
    4.1 卡尔曼滤波原理
    4.2 EKF原理
    4.3 基于传统EKF的 PMSM无传感器控制算法
    4.4 基于改进EKF的 PMSM无传感器控制策略
        4.4.1 基于改进EKF的 PMSM的理论推导
        4.4.2 仿真结果分析
    4.5 PMSM全速范围无传感器控制
        4.5.1 切换算法控制策略
        4.5.2 仿真结果分析
    4.6 本章小结
第五章 电动汽车PMSM转矩分配
    5.1 整车动力学建模
    5.2 驾驶员模型
    5.3 双电机双轴驱动电动汽车转矩分配
    5.4 仿真结果分析
    5.5 本章小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]永磁同步电机新型转子位置估计误差补偿策略[J]. 张懿,吴嘉欣,李亚锋,魏海峰,李垣江.  电工技术学报. 2019(09)
[2]Contribution of the FPGAs for Complex Control Algorithms: Sensorless DTFC with an EKF of an Induction Motor[J]. Saber Krim,Soufien Gdaim,Abdellatif Mtibaa,Mohamed Faouzi Mimouni.  International Journal of Automation and Computing. 2019(02)
[3]永磁同步电机全速范围内无位置传感器控制[J]. 张震,沈学珂,程欣.  郑州大学学报(工学版). 2019(02)
[4]基于改进脉振注入法的永磁直线电机无传感器低速控制[J]. 李星雨,杜锦华,梁得亮,黄龙飞,娄建勇.  电机与控制学报. 2018(12)
[5]基于负载转矩观测器的直驱式永磁同步电机新型速度控制器设计[J]. 张海洋,许海平,方程,熊聪.  电工技术学报. 2018(13)
[6]分布式驱动电动汽车转矩节能优化分配[J]. 徐兴,陈特,陈龙,蔡英凤,王吴杰.  中国公路学报. 2018(05)
[7]基于低阶串行双扩展卡尔曼滤波的永磁直线同步电机无速度传感器控制策略[J]. 孙兴法,聂子玲,朱俊杰,韩一,孙军.  电工技术学报. 2018(12)
[8]基于新型卡尔曼滤波器的无轴承异步电机无速度传感器控制[J]. 孙宇新,沈启康,施凯,朱熀秋.  电工技术学报. 2018(13)
[9]IF控制结合滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器复合控制策略[J]. 刘计龙,肖飞,麦志勤,高山,余锡文.  电工技术学报. 2018(04)
[10]基于扩展反电动势法的长定子直线同步电机无速度传感器控制研究[J]. 张波,葛琼璇,刘金鑫,王晓新,李耀华.  电工技术学报. 2017(23)

博士论文
[1]分布式驱动电动汽车动力学控制机理和控制策略研究[D]. 武冬梅.吉林大学 2015
[2]永磁同步电机无位置传感器运行控制技术研究[D]. 李冉.浙江大学 2012

硕士论文
[1]基于电流响应包络线的永磁同步电机转子初始位置检测方法[D]. 杜明成.北京工业大学 2017
[2]四轮独立驱动电动轮汽车驱动转矩协调分配研究[D]. 段婷婷.南京航空航天大学 2015
[3]永磁同步电动机的全范围无传感器控制研究[D]. 郑国良.郑州大学 2013



本文编号：3651866