永磁同步电机直接转矩控制在混合动力汽车中的应用研究

发布时间：2017-11-30 15:37

  本文关键词：永磁同步电机直接转矩控制在混合动力汽车中的应用研究

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【摘要】：近年来,永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)因其易于控制、结构简单、所占整车比重小、以及运行噪音较小等优势在混合动力车上得到了较为广泛的应用。而永磁同步电机直接转矩控制系统(Direct Torque Control System,简称DTC)已经成为了较为完善的控制系统,由于其控制过程仅需要对转矩角的大小进行改变便可以达到对转矩及转速的控制,因此具有控制方法简单、不需要复杂的解耦运算以及对于参数依赖较小的优势,并在混合动力车永磁同步电机的控制上占有一席之地。即便如此,直接转矩控制系统在控制精度上仍然有改进的前景,对于发展混合动力车的精确控制有着不可估量的意义。本文首先介绍了混合动力车的发展历史,并对其研发和使用的必要性进行了分析,最后通过对混合动力车的国内外发展现状的研究,对当前混合动力车发展趋势进行了总结。接下来针对混合动力车的运行需要对电机及其控制方法进行了选择,并对电机模型及控制变量等进行了数学分析,并引用了空间矢量脉宽调制技术方法(Space Vector Pulse Width Modulation,简称SVPWM)取代了传统的电压开关矢量表法,提高了系统的准确性,减小了系统脉动。在传统磁链观测过程中,由于积分饱和及电机凸极效应等因素影响,电机运行时磁链观测误差较大,在一定程度上对电机的性能造成了不利的影响,本文针对电机磁链观测方法对其进行了改进。首先由于永磁同步电机凸极效应的存在,电机直交轴电感实际值与给定值之间会存在一定偏差从而影响到磁链的观测,为了缩小误差,本文提出了基于有效磁链概念的直接转矩控制系统,并通过有效磁链的提出减小了永磁同步电机的凸极效应对控制系统的影响;接着考虑到温度及其它变量对磁链的影响,采用了超稳定性并联模型参考自适应方法对系统有效磁链进行了估测。最后在Matlab/Simulink中搭建了改进后永磁同步电机直接转矩控制的模型,对该算法进行了仿真,通过对仿真结果的分析,证明了采用基于有效磁链概念超稳定性参考模型自适应方法可以有效提高系统性能。
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM341;U469.7

【参考文献】

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本文编号：1239841