电动汽车PMSM位置检测失效的安全控制策略研究

发布时间：2021-05-09 06:46

　　随着汽车数量的增加,对石油的需求量越来越大,汽车的尾气排放对环境的污染也越来越严重。根据中国的资源和环境现状,我国的电动汽车行业开始逐步兴起,并逐渐走向成熟。在电动汽车的发展过程中会遇到很多问题,最严重的问题莫过于电动汽车的安全问题,因此,对电动汽车的安全问题研究刻不容缓。引起电动汽车安全问题的原因有很多种,比如传感器故障,电池故障等,电动汽车的传感器故障通常分为电流传感器故障和位置传感器故障,其中位置传感器故障所引起的安全问题最为严重,该课题重点研究位置传感器故障所引起的安全问题。针对电动汽车中永磁同步电机（PMSM）位置传感器失效的情况,该课题设计了相应的安全控制策略以保证电动汽车的安全。该安全控制策略主要由故障判定策略和故障处理策略组成。在故障判定策略中,提出了使用角度估计模型和无损卡尔曼滤波（UKF）两种不同的方法分别实现,以满足不同的需求。针对故障处理策略,在高速时提出了一种基于锁相环的故障处理策略,在低速时提出了高频电流注入的故障处理策略,在传统坐标系的基础上建立了新的坐标系对两种故障处理策略进行分析,为后续的研究提供了一种新思路。对提出的安全控制策略进行仿真,证明了该控制... 

【文章来源】：河北科技大学河北省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景和科学意义
    1.2 国内外的研究现状及发展趋势
    1.3 研究内容与方法
    1.4 论文的结构安排
第2章 永磁同步电机及磁场定向控制
    2.1 永磁同步电机
        2.1.1 电动汽车中常用电机类型
        2.1.2 永永磁同步电机的特点
        2.1.3 永磁同步电机工作原理
    2.2 永磁同步电机的磁场定向控制
        2.2.1 坐标变换
        2.2.2 永磁同步电机的数学模型
        2.2.3 永磁同步电机控制方式
        2.2.4 磁场定向控制原理
        2.2.5 弱磁控制
    2.3 本章小结
第3章 电动汽车位置传感器失效的故障判定策略
    3.1 位置传感器工作原理及常见故障
        3.1.1 位置传感器工作原理
        3.1.2 位置传感器常见故障
    3.2 基于角度估计模型的故障判定策略
        3.2.1 角度估计模型的构建
        3.2.2 基于角度估计模型的故障判定策略分析
    3.3 基于无损卡尔曼滤波的故障判定策略
        3.3.1 无损卡尔曼滤波模型的构建
        3.3.2 基于无损卡尔曼滤波的故障判定策略分析
    3.4 本章小结
第4章 电动汽车位置传感器失效的故障处理策略
    4.1 位置传感器失效的安全控制策略综述
    4.2 高速区位置传感器失效的故障处理策略
        4.2.1 基于锁相环的位置与转速估计
        4.2.2 高速区故障处理策略分析
    4.3 低速区位置传感器失效的故障处理策略
        4.3.1 高频电流注入法估计转子位置
        4.3.2 低速区故障处理策略分析
    4.4 本章小结
第5章 硬件系统设计
    5.1 硬件系统框架
    5.2 控制模块
        5.2.1 最小系统
        5.2.2 位置采集
        5.2.3 电流采集
        5.2.4 CAN通信
    5.3 驱动模块
    5.4 硬件调试检测
    5.5 本章小结
第6章 软件系统设计
    6.1 软件系统架构
    6.2 归一化与标幺处理
    6.3 软件调试
        6.3.1 FOC调试
        6.3.2 PID参数调试
        6.3.3 安全控制策略测试
    6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的论文
致谢
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]新能源汽车产业专利趋势分析[J]. 谢志明,张媛,贺正楚,张蜜.  中国软科学. 2015(09)
[2]基于高频方波信号注入的PMSM无传感器低速运行研究[J]. 王莉娜,郝强.  电气传动. 2015(06)
[3]永磁同步电机参数辨识研究综述[J]. 李红梅,陈涛.  电子测量与仪器学报. 2015(05)
[4]纯电动客车起步仿真研究[J]. 罗石,章丹丹,朱长顺,侯荣.  机电工程. 2015(01)
[5]基于SVPWM的永磁同步电机矢量控制仿真研究[J]. 丁硕,崔总泽,巫庆辉,常晓恒,胡庆功.  国外电子测量技术. 2014(06)
[6]浅析永磁同步电动机的结构及特点[J]. 郑严.  黑龙江科技信息. 2014(13)
[7]PMSM伺服系统速度环PI控制器参数自整定及优化[J]. 肖启明,杨明,刘可述,贾下跖,秦洁.  电机与控制学报. 2014(02)
[8]基于高频信号注入的IPMSM无位置传感器控制策略[J]. 王高林,杨荣峰,李刚,于泳,徐殿国.  电工技术学报. 2012(11)
[9]永磁同步电机转子初始位置检测研究[J]. 杨立永,陈为奇.  电气传动. 2012(03)
[10]基于DC/DC开关稳压器的大功率LED恒流驱动设计[J]. 刘仁贵,侯成英.  电子设计工程. 2012(05)

博士论文
[1]电动汽车永磁同步电机驱动系统故障诊断与容错技术研究[D]. 杜博超.哈尔滨工业大学 2016
[2]电动汽车用永磁同步电机设计方法及相关问题的研究[D]. 吴世华.哈尔滨工业大学 2010
[3]基于高频信号注入的永磁同步电动机无位置传感器控制[D]. 王丽梅.沈阳工业大学 2005

硕士论文
[1]永磁转子偏转式三自由度运动电机位置检测方法的基础研究[D]. 王欣欣.河北科技大学 2014
[2]基于STM32的永磁同步电机的控制[D]. 孔康.苏州大学 2013



本文编号：3176834