增程式电动汽车驱动电机控制系统研究

发布时间：2017-12-09 22:12

  本文关键词：增程式电动汽车驱动电机控制系统研究

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【摘要】：随着人类文明的进步,全球能源危机加剧、人类赖以生存的环境日益恶化,燃油汽车尾气排放是当前环境问题的一个重要因素。相对于传统的燃油汽车来说,增程式电动汽车由于其具有更好的燃油经济性和更低尾气的排放,对缓解世界能源危机、保护环境和提高人们的生活水平具有重要的现实意义,正在受到越来越广泛的关注。本文主要结合电动汽车发展的国内外现状对增程式电动汽车的驱动电机控制系统进行了相关研究。电机控制技术是增程式电动汽车的关键技术之一,驱动电机控制系统是增程式电动汽车的动力核心。高效可行的控制策略直接影响着整车的动力性能,高效率、高性能的永磁同步电机成为电动汽车用驱动电机的主流,因而本文采用永磁同步电机作为增程式电动汽车的驱动电机。增程式电动汽车永磁同步驱动电机控制技术是本文的重点研究工作。首先,对永磁同步电机做了简单介绍,基于坐标变换原理,得到永磁同步电机在各坐标系下的数学模型,并在MATLAB中搭建了永磁同步电机矢量控制模型,为后文的控制策略改进奠定了基础。接着依据滑模变结构理论以及永磁同步电机数学模型,研究永磁同步电机的滑模变结构控制,由于时间空间滞后等原因,基于传统滑模观测器的驱动电机控制系统存在着较大抖振。针对这一问题,本文采取以Sigmoid函数取代开关函数、优化电流观测器和引入分段相位补偿等的措施,对传统滑模观测器进行改进,提出了一种基于改进型滑模观测器的无位置传感器矢量控制技术。其次,在MATLAB/Simulink中的永磁同步电机矢量控制模型的基础上,建立了基于滑模观测器的无位置传感器永磁同步电机控制系统模型,并对两种控制策略进行了仿真。通过多组仿真实验,得出相应的实验波形并对其进行对比分析。仿真结果表明：采用改进型滑模观测器控制方法的电机控制系统具有良好的动态性能,观测精度提高,抗抖振能力增强。最后,基于TI公司电机控制套件和DSP控制芯片,搭建永磁同步电机驱动控制系统平台,并在该驱动电机控制系统测试实验平台上进行了实验。实验结果表明：基于改进型滑模观测器的增程式电动汽车永磁同步电机控制策略具有较强的实用性。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72
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本文编号：1272033