基于负载转矩补偿的电动汽车永磁轮毂电机矢量控制研究
发布时间：2021-08-07 15:23
随着全球能源危机和环境污染等问题的日益突出,传统内燃机汽车由于尾气排放大和能源利用率低等问题,已经不能适应现代社会的需求。为了促进汽车产业的可持续性发展,环保、高效、能源多元化和智能化的电动汽车成为目前汽车工业主流的发展趋势。分布式轮毂直驱电动汽车具有传动链条短、结构紧凑、驱动系统效率高、各轮转矩独立可控等多方面的优点,已经成为电动汽车行业的热门研究方向。轮毂电机作为分布式轮毂直驱电动汽车的核心部件,受到了国内外学者们的关注。本文以永磁轮毂电机为研究对象,对电机矢量控制策略下的转速环设计和负载转矩补偿展开了深入研究。本文介绍了轮毂电机驱动技术的发展现状,分析了轮毂电机性能需求,并选择调速范围宽、输出转矩波动小、功率密度高的永磁轮毂电机作为研究对象。然后以永磁轮毂电机的矢量控制策略为基础,分析了永磁轮毂电机的结构和特点。并推导了矢量控制下电流的坐标变换关系和电机的数学模型,给出了空间矢量脉宽调制技术（SVPWM）原理。在MATLAB/Simulink中根据id（28）0的矢量控制方法搭建了电机控制模型。针对传统PID控制在永磁轮毂电机控制中存在的控制精度和动态性能的...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
庆应义塾大学轮毂电机驱动电动汽车KAZFig.1.1KeioUniversity"sin-wheelmotorelectricvehicleKAZ
江苏大学硕士学位论文3图1.2轮毂电动汽车SIM-WilFig.1.2In-wheelmotorelectricvehicleSIM-Wil法国米其林公司于2007年研制出了一款专门用于电动汽车的电动轮系统ActiveWheel，如图1.3所示。它将驱动、制动和悬架功能集成于一体，结构非常紧凑。同时，它还用主动式悬架代替机械悬架，主动悬架由轮内悬架电机驱动，该电机还可以控制车轮的扭矩分配和牵引力，转向操纵和悬架阻尼等性能。ActiveWheel的轮毂驱动电机连续功率可以达到30kW，并且具有再生制动功能。图1.3米其林ActiveWheel图1.4舍弗勒轮毂驱动模块Fig.1.3MichelinActiveWheelFigure1.4Schaefflerin-wheelmotormodule德国的舍弗勒公司从2009年就展开了对轮毂电机的研发。2013年，舍弗勒公司对福特嘉年华汽车进行了改装，将两个独立的轮毂电机驱动系统安装于两个后轮毂中，并对其转向系统重新进行了设计，使车轮可以进行360度全方位转向，让车辆能够进行原地转向等运动。典型的舍弗勒轮毂驱动模块如图1.4所示。它不但集成了包括轮毂轴承、电机、行星减速机构、制动器和冷却系统等在内的关键零部件，还可以根据不同的需求单独搭配电机控制器。采用舍弗勒轮毂驱动系统的自动驾驶巴士将于2020年在德国汉堡投入使用。
江苏大学硕士学位论文3图1.2轮毂电动汽车SIM-WilFig.1.2In-wheelmotorelectricvehicleSIM-Wil法国米其林公司于2007年研制出了一款专门用于电动汽车的电动轮系统ActiveWheel，如图1.3所示。它将驱动、制动和悬架功能集成于一体，结构非常紧凑。同时，它还用主动式悬架代替机械悬架，主动悬架由轮内悬架电机驱动，该电机还可以控制车轮的扭矩分配和牵引力，转向操纵和悬架阻尼等性能。ActiveWheel的轮毂驱动电机连续功率可以达到30kW，并且具有再生制动功能。图1.3米其林ActiveWheel图1.4舍弗勒轮毂驱动模块Fig.1.3MichelinActiveWheelFigure1.4Schaefflerin-wheelmotormodule德国的舍弗勒公司从2009年就展开了对轮毂电机的研发。2013年，舍弗勒公司对福特嘉年华汽车进行了改装，将两个独立的轮毂电机驱动系统安装于两个后轮毂中，并对其转向系统重新进行了设计，使车轮可以进行360度全方位转向，让车辆能够进行原地转向等运动。典型的舍弗勒轮毂驱动模块如图1.4所示。它不但集成了包括轮毂轴承、电机、行星减速机构、制动器和冷却系统等在内的关键零部件，还可以根据不同的需求单独搭配电机控制器。采用舍弗勒轮毂驱动系统的自动驾驶巴士将于2020年在德国汉堡投入使用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于STM32的无刷直流电机矢量控制系统设计[J]. 卢有亮,赵鹏,李长胜,谢雄. 工业控制计算机. 2019(03)
[2]基于负载观测的永磁电机驱动系统自抗扰控制[J]. 盖江涛,黄守道,黄庆,王辉. 电工技术学报. 2016(18)
[3]分布式全线控电动汽车的底盘集成控制[J]. 陈国迎,郑宏宇. 华南理工大学学报(自然科学版). 2015(11)
[4]分布式驱动电动汽车稳定性分层控制策略研究[J]. 林程,徐志峰,周逢军,曹万科. 北京理工大学学报. 2015(05)
[5]基于神经网络的永磁同步电机多参数解耦在线辨识[J]. 谷鑫,胡升,史婷娜,耿强. 电工技术学报. 2015(06)
[6]基于模型参考自适应的永磁同步电机在线参数辨识方法研究[J]. 张瑞峰,于森林,刘婷,詹哲军. 机车电传动. 2015(02)
[7]电动轮车辆轮内主动减振系统设计与研究[J]. 马英,邓兆祥,谢丹. 系统仿真学报. 2014(11)
[8]加快新能源汽车市场化的四点建议[J]. 万钢. 汽车纵横. 2014(10)
[9]基于模糊PI控制的永磁同步电机的建模与仿真[J]. 李芳,王毓顺,张家瑞. 工业控制计算机. 2013(08)
[10]终端滑模控制方法研究进展[J]. 夏极,胡大斌. 化工自动化及仪表. 2011(09)
博士论文
[1]四轮驱动电动汽车永磁同步轮毂电机驱动系统转矩控制研究[D]. 李洋.吉林大学 2015
[2]永磁同步电机的参数辨识及控制策略研究[D]. 王松.北京交通大学 2011
[3]4WID/4WIS电动车辆防滑与横摆稳定性控制研究[D]. 杨福广.山东大学 2010
[4]永磁同步电动机磁场定向控制的研究[D]. 尚喆.浙江大学 2007
硕士论文
[1]分布式驱动电动汽车行驶状态估计与转矩节能优化研究[D]. 陈特.江苏大学 2017
[2]电动汽车用直驱式轮毂电机设计与研究[D]. 李银银.浙江大学 2017
[3]双轮毂电机驱动电动汽车差速与助力转向协调控制研究[D]. 王吴杰.江苏大学 2016
[4]四轮独立驱动电动汽车驱动控制策略的研究[D]. 蒋振江.重庆理工大学 2012
[5]永磁同步电机抗负载扰动控制策略研究[D]. 王伟颖.浙江大学 2012
[6]四轮独立驱动电动车控制系统的设计[D]. 李乐.武汉理工大学 2010
[7]开关磁阻电动机调速技术的研究[D]. 孙振兴.山东大学 2010
[8]SVPWM算法在交流变频空调中的应用与研究[D]. 卞华东.山东大学 2007
[9]电压空间矢量脉宽调制技术的研究及其实现[D]. 肖春燕.南昌大学 2005
本文编号：3328045
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
庆应义塾大学轮毂电机驱动电动汽车KAZFig.1.1KeioUniversity"sin-wheelmotorelectricvehicleKAZ
江苏大学硕士学位论文3图1.2轮毂电动汽车SIM-WilFig.1.2In-wheelmotorelectricvehicleSIM-Wil法国米其林公司于2007年研制出了一款专门用于电动汽车的电动轮系统ActiveWheel，如图1.3所示。它将驱动、制动和悬架功能集成于一体，结构非常紧凑。同时，它还用主动式悬架代替机械悬架，主动悬架由轮内悬架电机驱动，该电机还可以控制车轮的扭矩分配和牵引力，转向操纵和悬架阻尼等性能。ActiveWheel的轮毂驱动电机连续功率可以达到30kW，并且具有再生制动功能。图1.3米其林ActiveWheel图1.4舍弗勒轮毂驱动模块Fig.1.3MichelinActiveWheelFigure1.4Schaefflerin-wheelmotormodule德国的舍弗勒公司从2009年就展开了对轮毂电机的研发。2013年，舍弗勒公司对福特嘉年华汽车进行了改装，将两个独立的轮毂电机驱动系统安装于两个后轮毂中，并对其转向系统重新进行了设计，使车轮可以进行360度全方位转向，让车辆能够进行原地转向等运动。典型的舍弗勒轮毂驱动模块如图1.4所示。它不但集成了包括轮毂轴承、电机、行星减速机构、制动器和冷却系统等在内的关键零部件，还可以根据不同的需求单独搭配电机控制器。采用舍弗勒轮毂驱动系统的自动驾驶巴士将于2020年在德国汉堡投入使用。
江苏大学硕士学位论文3图1.2轮毂电动汽车SIM-WilFig.1.2In-wheelmotorelectricvehicleSIM-Wil法国米其林公司于2007年研制出了一款专门用于电动汽车的电动轮系统ActiveWheel，如图1.3所示。它将驱动、制动和悬架功能集成于一体，结构非常紧凑。同时，它还用主动式悬架代替机械悬架，主动悬架由轮内悬架电机驱动，该电机还可以控制车轮的扭矩分配和牵引力，转向操纵和悬架阻尼等性能。ActiveWheel的轮毂驱动电机连续功率可以达到30kW，并且具有再生制动功能。图1.3米其林ActiveWheel图1.4舍弗勒轮毂驱动模块Fig.1.3MichelinActiveWheelFigure1.4Schaefflerin-wheelmotormodule德国的舍弗勒公司从2009年就展开了对轮毂电机的研发。2013年，舍弗勒公司对福特嘉年华汽车进行了改装，将两个独立的轮毂电机驱动系统安装于两个后轮毂中，并对其转向系统重新进行了设计，使车轮可以进行360度全方位转向，让车辆能够进行原地转向等运动。典型的舍弗勒轮毂驱动模块如图1.4所示。它不但集成了包括轮毂轴承、电机、行星减速机构、制动器和冷却系统等在内的关键零部件，还可以根据不同的需求单独搭配电机控制器。采用舍弗勒轮毂驱动系统的自动驾驶巴士将于2020年在德国汉堡投入使用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于STM32的无刷直流电机矢量控制系统设计[J]. 卢有亮,赵鹏,李长胜,谢雄. 工业控制计算机. 2019(03)
[2]基于负载观测的永磁电机驱动系统自抗扰控制[J]. 盖江涛,黄守道,黄庆,王辉. 电工技术学报. 2016(18)
[3]分布式全线控电动汽车的底盘集成控制[J]. 陈国迎,郑宏宇. 华南理工大学学报(自然科学版). 2015(11)
[4]分布式驱动电动汽车稳定性分层控制策略研究[J]. 林程,徐志峰,周逢军,曹万科. 北京理工大学学报. 2015(05)
[5]基于神经网络的永磁同步电机多参数解耦在线辨识[J]. 谷鑫,胡升,史婷娜,耿强. 电工技术学报. 2015(06)
[6]基于模型参考自适应的永磁同步电机在线参数辨识方法研究[J]. 张瑞峰,于森林,刘婷,詹哲军. 机车电传动. 2015(02)
[7]电动轮车辆轮内主动减振系统设计与研究[J]. 马英,邓兆祥,谢丹. 系统仿真学报. 2014(11)
[8]加快新能源汽车市场化的四点建议[J]. 万钢. 汽车纵横. 2014(10)
[9]基于模糊PI控制的永磁同步电机的建模与仿真[J]. 李芳,王毓顺,张家瑞. 工业控制计算机. 2013(08)
[10]终端滑模控制方法研究进展[J]. 夏极,胡大斌. 化工自动化及仪表. 2011(09)
博士论文
[1]四轮驱动电动汽车永磁同步轮毂电机驱动系统转矩控制研究[D]. 李洋.吉林大学 2015
[2]永磁同步电机的参数辨识及控制策略研究[D]. 王松.北京交通大学 2011
[3]4WID/4WIS电动车辆防滑与横摆稳定性控制研究[D]. 杨福广.山东大学 2010
[4]永磁同步电动机磁场定向控制的研究[D]. 尚喆.浙江大学 2007
硕士论文
[1]分布式驱动电动汽车行驶状态估计与转矩节能优化研究[D]. 陈特.江苏大学 2017
[2]电动汽车用直驱式轮毂电机设计与研究[D]. 李银银.浙江大学 2017
[3]双轮毂电机驱动电动汽车差速与助力转向协调控制研究[D]. 王吴杰.江苏大学 2016
[4]四轮独立驱动电动汽车驱动控制策略的研究[D]. 蒋振江.重庆理工大学 2012
[5]永磁同步电机抗负载扰动控制策略研究[D]. 王伟颖.浙江大学 2012
[6]四轮独立驱动电动车控制系统的设计[D]. 李乐.武汉理工大学 2010
[7]开关磁阻电动机调速技术的研究[D]. 孙振兴.山东大学 2010
[8]SVPWM算法在交流变频空调中的应用与研究[D]. 卞华东.山东大学 2007
[9]电压空间矢量脉宽调制技术的研究及其实现[D]. 肖春燕.南昌大学 2005
本文编号：3328045
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