基于直流无刷电机的电动汽车驱动系统研究

发布时间：2017-05-23 15:23

  本文关键词：基于直流无刷电机的电动汽车驱动系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：面对日益严重的环境和能源短缺问题,人们越来越注重无污染的绿色电动车的研制。以直流无刷电动机为驱动基础的环境友好型混合动力汽车和纯电动汽车,不仅提高了汽车的能源效率,而且大大降低了废气排放。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心,直流无刷电机因其高效率、高扭矩、低容积,被广泛应用在电动汽车驱动系统中。传统的调速系统采用常规的PID控制算法。它虽然简单、性能稳定、调整方便、可靠性高。但是事实上,大部分调速过程有不同程度的非线性,参数变化和系统数学模型的不确定性。整定PID控制参数相当困难,鲁棒性差,在现场条件下很难把最佳的状态应用于实际生产中。模糊PID控制方法是一个更好的控制方法,可适用于复杂且不明确的模型系统。本文提出了一种模糊PID控制器来控制无刷直流电机,可以提高系统控制鲁棒性和稳定性。并在MATLAB中建立系统仿真模型,通过调整参数,得到满意的控制特性。仿真结果证实该模糊PID控制器比传统的PID控制器具有更好的控制性能。最后设计了以TMS320LF2407A为核心的驱动控制系统,并对其硬件部分进行详细的介绍。
【关键词】：电动汽车 模糊PID控制器 直流无刷电机
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM33;U469.72
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 绪论13-17
• 1.1 选题背景和意义13
• 1.2 国内外电动汽车发展现状13-15
• 1.2.1 国外电动汽车发展现状14
• 1.2.2 国内电动汽车发展现状14-15
• 1.3 直流无刷电机控制系统研究现状15-16
• 1.4 主要内容16
• 1.5 本章小结16-17
• 2 电动汽车驱动系统技术要求分析17-23
• 2.1 电动汽车驱动系统的特点17
• 2.2 电动汽车驱动性能分析17-19
• 2.2.1 电动汽车路面行驶受力分析17-18
• 2.2.2 电动汽车动力性能分析18-19
• 2.3 电动汽车驱动电机选型19-21
• 2.3.1 驱动电机功率选择19-20
• 2.3.2 驱动电机转速选择20
• 2.3.3 驱动驱动电机选择20-21
• 2.4 本章小结21-23
• 3 直流无刷电机的运行原理和数学模型23-31
• 3.1 直流无刷电机的运行原理23-25
• 3.1.1 直流无刷电动机的基本结构23
• 3.1.2 直流无刷电机的运行原理23-25
• 3.2 直流无刷电机的数学模型25-28
• 3.2.1 直流无刷电机的基本公式26-27
• 3.2.2 直流无刷电机的数学模型27-28
• 3.3 直流无刷电机的转矩脉动28-30
• 3.3.1 转矩脉动的种类28-29
• 3.3.2 转矩脉动的解决方法29-30
• 3.4 本章小结30-31
• 4 直流无刷电机控制系统与控制技术31-39
• 4.1 控制系统的的设计方案31-32
• 4.2 控制策略32-36
• 4.2.1 PID控制原理32-33
• 4.2.2 模糊控制33-34
• 4.2.3 模糊PID控制34-36
• 4.3 控制技术36-37
• 4.4 本章小结37-39
• 5 直流无刷电机控制系统的Matlab仿真与试验39-47
• 5.1 引言39
• 5.2 直流无刷电机控制系统的仿真实验39-43
• 5.2.1 直流无刷电机仿真模块39-40
• 5.2.2 反电动势模块40-41
• 5.2.3 转矩计算模块41-42
• 5.2.4 转速计算模块42
• 5.2.5 电流环控制模块42-43
• 5.2.6 电压逆变器模块43
• 5.3 仿真结果分析43-46
• 5.4 本章小结46-47
• 6 直流无刷电机驱动系统硬件和软件设计47-59
• 6.1 系统总体结构47
• 6.2 电机控制系统核心控制芯片47-50
• 6.2.1 DSP2407芯片简介48
• 6.2.2 功率驱动芯片的选取48-50
• 6.3 电机驱动主电路设计50-55
• 6.3.1 电源电路设计50
• 6.3.2 主电路和缓冲电路50-51
• 6.3.3 相电流检测电路51-52
• 6.3.4 转子位置检测电路52-53
• 6.3.5 欠压检测电路53-54
• 6.3.6 过流保护电路54-55
• 6.4 电驱动系统软件设计55-58
• 6.4.1 系统主程序及各中断处理程序55-57
• 6.4.2 电流环控制算法子程序57
• 6.4.3 速度环控制算法子程序57-58
• 6.5 本章小结58-59
• 7 总结与展望59-61
• 7.1 总结59-60
• 7.2 展望60-61
• 参考文献61-65
• 致谢65-67
• 作者简介及读研期间发表论文情况67

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