电动车永磁无刷直流电机控制系统研究

发布时间：2017-04-25 02:23

  本文关键词：电动车永磁无刷直流电机控制系统研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：能源紧缺和环境污染是当前社会面临的严峻问题,电动车因其节能环保的突出优势成为了解决这一问题的重要途径,越来越受到市场的青睐。永磁无刷直流电机凭借其结构简单、运行可靠、启动转矩大、调速性好等优点,被越来越多地应用在电动车领域。本文以电动车用永磁无刷直流电机的控制系统为研究对象,针对目前电动车的特点和性能要求,以及电动车永磁无刷直流电机控制系统存在的问题,提出了一种电动车永磁无刷直流电机控制系统方案。 本文先介绍了电动车永磁无刷直流电机的结构和工作原理,以及转子位置信号检测技术和传感器的选择,再由电机基本理论公式推导了其数学模型,结合Matlab/Simulink软件,建立了电动车永磁无刷直流电机控制系统的仿真模型并进行仿真计算分析,为后文控制系统硬件设计和控制策略开发提供参考和依据。 本文所设计的控制系统采用了以单片机与专用控制芯片相结合的控制方式。单片机主要负责信号的接收和处理,实现系统的控制策略,信息的显示以及人机对话；专用控制芯片主要是通过接收来自单片机的控制信号对电机进行实时地控制。单片机与专用控制芯片的结合使用,有效地减少了单片机的负担,简化了控制系统的结构,提高了系统的灵活性和可靠性。控制系统的硬件采用模块化设计,为了减少电动车上DC/DC转换器的使用,对电源模块进行了专门设计,降低了电动车的生产成本。 为了实现整车的控制与电机的控制相结合,对电动车行驶过程进行了力学分析,建立了基于电动车整车的控制系统模型,在此基础上研究系统的控制策略,并给出了控制策略实现的主要程序流程图。控制系统采用基于车速偏差的增量式PI控制方式,将车辆的实时速度作为反馈信号输入到单片机,大大地提高电动车的操控性能。同时,通过对电动车上蓄电池组进行管理,进一步保证了电动车的安全性和可靠性。 最后介绍了电动车永磁无刷直流电机控制系统检测技术,并对控制系统的相关测试方法和原理进行了分析和说明,并取得较好的效果。该控制系统结构简单,资源充分利用,性价比高,兼具有整车控制和电池管理功能,有效地提高了电动车性能,在电动车领域具有一定的商业应用前景。
【关键词】：永磁无刷直流电机 电机控制器 控制策略 电动车
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U469.72;TM33
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题背景及选题意义9-11
• 1.2 电动车驱动控制系统性能要求及存在问题分析11-12
• 1.3 电动车永磁无刷直流电机控制技术的发展和研究现状12-15
• 1.4 本文主要工作15-16
• 第2章 电动车永磁无刷直流电机运行原理及控制系统建模仿真16-35
• 2.1 永磁无刷直流电机基本结构及工作原理16-20
• 2.2 转子位置信号检测技术及位置传感器选择20-22
• 2.3 永磁无刷直流电机数学模型22-25
• 2.4 永磁无刷直流电机运行特性25-27
• 2.5 基于Matlab/Simulink的永磁无刷直流电机控制系统建模与仿真27-34
• 2.6 本章小结34-35
• 第3章 电动车永磁无刷直流电机控制系统硬件设计35-48
• 3.1 电动车永磁无刷直流电机控制系统介绍35-36
• 3.2 电动车永磁无刷直流电机控制系统方案36-38
• 3.3 系统硬件设计38-40
• 3.4 主要电路设计40-47
• 3.5 本章小结47-48
• 第4章 系统控制策略研究48-67
• 4.1 电动车永磁无刷直流电机驱动系统模型48-51
• 4.2 车辆运行模式分析51
• 4.3 电动车永磁无刷直流电机控制系统控制策略51-56
• 4.4 电动车的电池管理56-63
• 4.5 系统软件设计流程63-66
• 4.6 本章小结66-67
• 第5章 电动车永磁无刷直流电机控制系统试验67-74
• 5.1 电动车永磁无刷直流电机控制系统检测技术67
• 5.2 系统测试试验67-72
• 5.3 电动车永磁无刷直流电机控制系统的性能特点及优化分析72-73
• 5.4 本章小结73-74
• 第6章 总结与展望74-76
• 6.1 全文工作总结74-75
• 6.2 工作展望75-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-80
• 附录：攻读硕士学位期间发表的论文与其他主要成果80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 麻友良,陈全世,朱元;变电流下的电池荷电状态定义方法探讨[J];电池;2001年01期

2 林成涛,王军平,陈全世;电动汽车SOC估计方法原理与应用[J];电池;2004年05期

3 李晓斌,张辉,刘建平;利用DSP实现无刷直流电机的位置控制[J];电机技术;2005年01期

4 朱平平,高艳霞,周意成;无位置传感器无刷直流电机变速控制的新策略[J];电力电子技术;2002年02期

5 陈新;张桂香;;纯电动汽车的铅酸蓄电池管理系统设计[J];电源技术;2012年08期

6 陈欢;;直流无刷电机的建模与仿真[J];舰船电子工程;2010年02期

7 林志强;黄汉永;;阀控铅酸蓄电池SOC计算方法研究[J];龙岩学院学报;2007年03期

8 王俊敏,张云龙,袁大宏;汽车数字式巡航控制系统的研制[J];汽车技术;2000年08期

9 郑荣良;刘贵涛;;ISAD混合动力汽车蓄电池SOC估算方法的研究[J];拖拉机与农用运输车;2007年05期

10 解后循;高翔;赵世婧;卢慧娟;;基于S-函数的无刷直流电机双闭环速度控制系统仿真[J];拖拉机与农用运输车;2009年01期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 韦鲲;永磁无刷直流电机电磁转矩脉动抑制技术的研究[D];浙江大学;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 杨立勇;电动汽车用永磁无刷直流电机控制技术研究[D];重庆大学;2004年

2 赵瑞萍;直流无刷电动机控制系统的设计与仿真[D];哈尔滨工程大学;2006年

3 庄凯;永磁无刷直流电机控制系统设计[D];重庆大学;2006年

4 廖承喜;基于ATmega48单片机的电动自行车控制器的设计[D];湖南大学;2008年

5 邓冠丰;电动车用无刷直流电机控制器的研究[D];西南大学;2010年

6 高联学;电动汽车用永磁无刷电动研究[D];山东大学;2010年

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本文编号：325437