基于汽车开放系统架构的驱动电机控制设计与实现

发布时间：2020-03-23 05:48

【摘要】：对于新能源汽车的系统软件开发而言,提高软件的可靠性、可移植性及开发效率是其目标,平台化、分层次、模块化的开发流程是其发展趋势。本文基于分层次、模块化的设计理念,以汽车开放系统软件架构标准为基础,设计开发电动汽车驱动电机控制软件,并对电机过调制算法和旋变软解码技术进行研究。本文首先分析了传统汽车电子软件开发存在的复杂性和封闭式的弊端,阐述了汽车开放系统架构AUTOSAR标准及开发流程,并以此为基础,深入研究电动汽车驱动电机控制软件架构。从顶层设计出发,由上至下,对其进行模块划分和软件分层,并对各软件层详细设计,完成了电机控制软件开发。对于应用软件层的开发,本文重点研究了基于空间矢量脉宽调制的过调制技术,详细介绍了单模式、双模式和改进型三种过调制算法的原理和算法实现,并在电机矢量控制系统中对三种算法进行建模和仿真分析,对比不同算法对电流谐波、转矩脉动和转速的影响,可以看出过调制算法能够充分利用母线电压并拓宽电机恒功率运行范围,且改进型过调制引入谐波含量较小,算法易于实现。对于基础软件层的开发,本文详细研究了英飞凌AURIX芯片内置旋变解码功能,传统电机旋变位置检测需要专用解码芯片提供激励并进行解码,本文利用英飞凌芯片内部Δ-Σ模数转换模块(DSADC)对信号进行解调,并设计硬件调理电路和软件角度辨识算法,实现了电机旋变信号的解码功能,从而取代旋变解码芯片,减少开发成本。本文以英飞凌AURIX TC275微控制器为硬件开发平台,以永磁同步电机为控制对象,将所开发软件应用于样机实验。实验结果证明,该控制软件可实现正常的电机控制功能,具有良好的转速、转矩响应特性,同时,过调制算法的引入可以最大限度利用母线电压,拓宽电机调速范围;Δ-Σ模数转换模块及角度辨识算法可以实现旋变信号解码功能。实验验证了本文所提出的电机控制软件架构开发的可行性,对于提高车用电机控制器软件的可靠性,可移植性以及系统的开发效率有着重要意义。
【图文】：

南京航空航天大学硕士学位论文，输入数据包括从基础软件层获得的电流采样、转子位置传感器信号等，需要通过电流计速和转子位置解算的运行实体 RE 得到相应的电机相电流、转速和转子位置等信号。图 MATLAB/simulink 中搭建的转速计算 RE 模型，输入为转子位置信号 θe，将其与延时信除以时间计算电机转速，并将滤波后的电机转速 n 作为数据输出。

测试平台测功机-电机
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM30;U463.6

【参考文献】

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本文编号：2596291