基于环境温度影响补偿的车用永磁同步电机控制算法开发
发布时间：2021-08-12 20:53
永磁同步电机因其具有较好的能量密度和功率密度而被广泛应用于电动汽车驱动系统中。但是,极端气候条件导致电机主要参数如定子电阻、交直轴电感和永磁体磁链等产生偏差,严重影响到电机控制精度和电动汽车性能。研究环境温度对电动汽车动力性能的影响、开发相应的温度补偿控制策略,对提高电动汽车环境适应性具有重要的现实意义。本课题以电动汽车用永磁同步电机为研究对象,以提高驱动电机控制精度和改善电动汽车动力性能为研究目标,开展基于环境温度补偿的电机控制策略的研理论究与试验验证,具体研究工作如下:（1）建立了永磁同步电机矢量控制模型。引入坐标变换将电机数学模型解耦和降阶,得到两相旋转坐标系下的数学模型;针对内置式永磁同步电机d、q轴电感不等原则,建立基于最大转矩电流比的矢量控制算法;搭建电流解耦补偿模型,最后对电机矢量控制模型正确性进行验证。（2）开发了基于模型参考自适应的电机参数在线辨识算法。根据两相旋转坐标系下的电压方程构建了辨识算法的参考模型和可调模型,基于Popov超稳定性理论推导参数在线辨识的自适应率;搭建了模型参考自适应仿真模型,在不需要额外激励信号的前提下同时实现对交直轴电感和定子电阻在线辨识,...
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SVPWM算法模型
重庆交通大学硕士学位论文28添加到矢量控制算法中，得到基于MRAS的车用PMSM控制系统结构框图如下3-5所示。Park逆变换SVPWM逆变器MTPA控制算法PI调节器Park变换Clark变换转速、位置角估计模块××PMSMPark变换Clark变换MRAS参数辨识diqiduqu*di*qi*T*du*qu*u*uuuiiaibicidcU-++-sRqLdLe图3-5基于MRAS的PMSM参数辨识结构框图从图3-5可看出，MRAS参数辨识模块输入量为交直轴电压ud和uq、交直轴电流id和iq以及电角速度ωe，输出量为交直轴电感Ld、Lq和定子电阻Rs。本课题设计的MRAS模型中主要包括可调模块和自适应机构两个部分，如图3-6所示。图3-6MRAS参数辨识模型PMSM参数实际值在第二章中已给出，即直轴电感为0.342mH，交轴电感为1.412mH，定子电阻为0.03Ω。分别设定电机目标转矩为T*=50Nm和T*=10Nm，转速分别运行在=2000r/min和=1000r/min时，参数辨识仿真结果分别如图3-7、图3-8和图3-9所示。
第四章基于MTPA的环境温度补偿算法39度补偿的模型搭建内容。本章搭建的环境温度补偿模型主要包括转矩估计模块、永磁体磁链值计算模块、电流解耦补偿模块和基于MTPA的转矩补偿模块，其中核心部分基于MTPA的温度补偿控制模块如图4-9所示。电机参数在第二章中给出，分别选取T=100℃和T=-60℃作为高低温环境温度进行仿真实验和结果分析。图4-9基于MTPA的转矩补偿模块当环境温度选取T=100℃，给定目标转矩为T*=50Nm，电机运行在=2000r/min时，输出转矩仿真结果如图4-10所示。图4-10(a)为不考虑环境温度变化时的仿真结果，可看出电机运行稳定后未补偿转矩与目标转矩之间的误差T=-4.6Nm。图4-10(b)为考虑环境温度补偿时的仿真结果，可看出电机运行稳定时补偿后转矩几乎接近于目标转矩。a)不考虑环境温度变化b)考虑环境温度补偿图4-10T=100℃，T*=50Nm时的输出转矩仿真结果当环境温度选取T=-60℃，给定目标转矩为T*=50Nm，电机运行在
【参考文献】：
期刊论文
[1]无位置传感器内置式永磁同步电机参数的在线辨识方法[J]. 张立伟,佘超,李志军,孙铭壑. 北京交通大学学报. 2018(05)
[2]基于AUTOSAR的电动汽车驱动电机控制系统设计与实现[J]. 邱美涵,王晓琳,卞皓. 汽车工程. 2018(06)
[3]永磁同步电机闭环控制系统数字PI参数整定[J]. 刘景林,公超,韩泽秀,王晓梅. 电机与控制学报. 2018(04)
[4]永磁同步电机在线参数辨识方法研究[J]. 石建飞,戈宝军,吕艳玲,韩继超. 电机与控制学报. 2018(03)
[5]基于稳态欠秩方程的永磁同步电机多参数并行辨识[J]. 储建华,于霜,魏海峰. 电机与控制应用. 2018(01)
[6]基于MRAS的内嵌式永磁同步电机弱磁区域的转速辨识[J]. 张一博,王淑红,王伟. 太原理工大学学报. 2017(05)
[7]基于最小二乘法和硬件在环平台的永磁同步电机参数辨识[J]. 董召强,徐秋霞,高瑾. 电机与控制应用. 2017(06)
[8]基于分段PI调节器的模型参考自适应永磁同步电动机全转速范围无传感器控制[J]. 钟臻峰,金孟加,沈建新. 中国电机工程学报. 2018(04)
[9]带离线参数辨识的降阶观测器PMSM无位置传感器控制[J]. 李旭春,王倩,马少康. 电机与控制学报. 2017(01)
[10]具有参数辨识的永磁同步电机无位置传感器控制[J]. 李旭春,张鹏,严乐阳,马少康. 电工技术学报. 2016(14)
博士论文
[1]纯电动汽车水冷永磁同步电机多工况热特性及冷却系统研究[D]. 刘蕾.合肥工业大学 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
硕士论文
[1]基于动态规划的PHEV规则控制策略优化设计研究[D]. 任培林.重庆交通大学 2018
[2]永磁同步电机高温环境下性能及温升特性研究[D]. 孙曌续.哈尔滨工业大学 2017
[3]基于参数辨识的车用永磁同步电机矢量控制研究[D]. 高梦春.大连理工大学 2017
[4]基于模型的车用永磁同步电机中低速工况下矢量控制的研究[D]. 陈俊兵.重庆邮电大学 2015
[5]增程式电动汽车用电机研制及环境温度对电机影响研究[D]. 薛勇.哈尔滨工业大学 2014
[6]基于模型的电动汽车用永磁同步驱动电机控制器研究[D]. 任晨佳.清华大学 2014
[7]永磁同步电机驱动系统的硬件在环半实物仿真平台研究[D]. 林潜.北京交通大学 2014
[8]增程式电动汽车驱动电机及其温度特性研究[D]. 张鑫鑫.哈尔滨工业大学 2013
[9]基于TMS320LF2406A的永磁同步电机矢量控制系统研究[D]. 敖杰.华南理工大学 2012
[10]交流伺服系统的参数辨识及调节器设计研究[D]. 孙明明.华中科技大学 2012
本文编号：3339056
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SVPWM算法模型
重庆交通大学硕士学位论文28添加到矢量控制算法中，得到基于MRAS的车用PMSM控制系统结构框图如下3-5所示。Park逆变换SVPWM逆变器MTPA控制算法PI调节器Park变换Clark变换转速、位置角估计模块××PMSMPark变换Clark变换MRAS参数辨识diqiduqu*di*qi*T*du*qu*u*uuuiiaibicidcU-++-sRqLdLe图3-5基于MRAS的PMSM参数辨识结构框图从图3-5可看出，MRAS参数辨识模块输入量为交直轴电压ud和uq、交直轴电流id和iq以及电角速度ωe，输出量为交直轴电感Ld、Lq和定子电阻Rs。本课题设计的MRAS模型中主要包括可调模块和自适应机构两个部分，如图3-6所示。图3-6MRAS参数辨识模型PMSM参数实际值在第二章中已给出，即直轴电感为0.342mH，交轴电感为1.412mH，定子电阻为0.03Ω。分别设定电机目标转矩为T*=50Nm和T*=10Nm，转速分别运行在=2000r/min和=1000r/min时，参数辨识仿真结果分别如图3-7、图3-8和图3-9所示。
第四章基于MTPA的环境温度补偿算法39度补偿的模型搭建内容。本章搭建的环境温度补偿模型主要包括转矩估计模块、永磁体磁链值计算模块、电流解耦补偿模块和基于MTPA的转矩补偿模块，其中核心部分基于MTPA的温度补偿控制模块如图4-9所示。电机参数在第二章中给出，分别选取T=100℃和T=-60℃作为高低温环境温度进行仿真实验和结果分析。图4-9基于MTPA的转矩补偿模块当环境温度选取T=100℃，给定目标转矩为T*=50Nm，电机运行在=2000r/min时，输出转矩仿真结果如图4-10所示。图4-10(a)为不考虑环境温度变化时的仿真结果，可看出电机运行稳定后未补偿转矩与目标转矩之间的误差T=-4.6Nm。图4-10(b)为考虑环境温度补偿时的仿真结果，可看出电机运行稳定时补偿后转矩几乎接近于目标转矩。a)不考虑环境温度变化b)考虑环境温度补偿图4-10T=100℃，T*=50Nm时的输出转矩仿真结果当环境温度选取T=-60℃，给定目标转矩为T*=50Nm，电机运行在
【参考文献】：
期刊论文
[1]无位置传感器内置式永磁同步电机参数的在线辨识方法[J]. 张立伟,佘超,李志军,孙铭壑. 北京交通大学学报. 2018(05)
[2]基于AUTOSAR的电动汽车驱动电机控制系统设计与实现[J]. 邱美涵,王晓琳,卞皓. 汽车工程. 2018(06)
[3]永磁同步电机闭环控制系统数字PI参数整定[J]. 刘景林,公超,韩泽秀,王晓梅. 电机与控制学报. 2018(04)
[4]永磁同步电机在线参数辨识方法研究[J]. 石建飞,戈宝军,吕艳玲,韩继超. 电机与控制学报. 2018(03)
[5]基于稳态欠秩方程的永磁同步电机多参数并行辨识[J]. 储建华,于霜,魏海峰. 电机与控制应用. 2018(01)
[6]基于MRAS的内嵌式永磁同步电机弱磁区域的转速辨识[J]. 张一博,王淑红,王伟. 太原理工大学学报. 2017(05)
[7]基于最小二乘法和硬件在环平台的永磁同步电机参数辨识[J]. 董召强,徐秋霞,高瑾. 电机与控制应用. 2017(06)
[8]基于分段PI调节器的模型参考自适应永磁同步电动机全转速范围无传感器控制[J]. 钟臻峰,金孟加,沈建新. 中国电机工程学报. 2018(04)
[9]带离线参数辨识的降阶观测器PMSM无位置传感器控制[J]. 李旭春,王倩,马少康. 电机与控制学报. 2017(01)
[10]具有参数辨识的永磁同步电机无位置传感器控制[J]. 李旭春,张鹏,严乐阳,马少康. 电工技术学报. 2016(14)
博士论文
[1]纯电动汽车水冷永磁同步电机多工况热特性及冷却系统研究[D]. 刘蕾.合肥工业大学 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
硕士论文
[1]基于动态规划的PHEV规则控制策略优化设计研究[D]. 任培林.重庆交通大学 2018
[2]永磁同步电机高温环境下性能及温升特性研究[D]. 孙曌续.哈尔滨工业大学 2017
[3]基于参数辨识的车用永磁同步电机矢量控制研究[D]. 高梦春.大连理工大学 2017
[4]基于模型的车用永磁同步电机中低速工况下矢量控制的研究[D]. 陈俊兵.重庆邮电大学 2015
[5]增程式电动汽车用电机研制及环境温度对电机影响研究[D]. 薛勇.哈尔滨工业大学 2014
[6]基于模型的电动汽车用永磁同步驱动电机控制器研究[D]. 任晨佳.清华大学 2014
[7]永磁同步电机驱动系统的硬件在环半实物仿真平台研究[D]. 林潜.北京交通大学 2014
[8]增程式电动汽车驱动电机及其温度特性研究[D]. 张鑫鑫.哈尔滨工业大学 2013
[9]基于TMS320LF2406A的永磁同步电机矢量控制系统研究[D]. 敖杰.华南理工大学 2012
[10]交流伺服系统的参数辨识及调节器设计研究[D]. 孙明明.华中科技大学 2012
本文编号：3339056
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3339056.html
