基于模型预测的混合动力汽车用磁齿轮复合电机控制策略研究
发布时间：2021-08-26 17:00
传统的汽车传动系统采用机械齿轮结构,在长时间的运行下会造成一定程度的磨损,不仅增加了维护成本,也降低了控制的精度。由永磁同步电机和同轴磁性齿轮整合而形成的磁齿轮复合电机（MGCM）,不仅在传递转矩时避免了物理接触,也提高了传动系统的空间利用率,具有广阔的发展与应用前景。同时,模型预测控制作为一种新型的控制算法,能够较好地抑制参数变化和不确定性扰动。由于该控制技术在MGCM电机上的研究还较少,因此本文以一种互补型的磁齿轮复合电机为控制对象,在简要介绍电机结构和数学模型的基础上,深入分析了基于MGCM电机的模型预测控制策略,并对该电机在混合动力汽车上的应用进行了研究和验证。论文的主要结构安排如下:1、介绍了MGCM电机的基本结构和工作原理,根据MGCM电机的外层气隙磁场定向,将电机数学模型合理简化为永磁电机模型与两个机械端口结合的形式。2、介绍了MGCM电机的直接转矩控制系统与磁场定向控制系统,根据仿真模型比较了两种控制策略下的动态响应和稳态响应。3、提出了基于模型预测的MGCM电机的控制系统,并且根据仿真模型从不同转速,不同负载的条件下,比较了传统控制方式与模型预测控制方式对MGCM电机...
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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【参考文献】：
期刊论文
[1]基于高频信号注入的永磁同步电机无传感器控制技术综述[J]. 李浩源,张兴,杨淑英,李二磊. 电工技术学报. 2018(12)
[2]感应电机模型预测磁链控制[J]. 张永昌,杨海涛. 中国电机工程学报. 2015(03)
[3]电动汽车用定子永磁型磁通记忆式游标电机性能分析[J]. 葛叶明,朱孝勇,陈龙. 电机与控制应用. 2014(04)
[4]新型外转子磁齿轮复合电机的设计与研究[J]. 张东,邹国棠,江建中,包广清,蹇琳旎,王建宽. 中国电机工程学报. 2008(30)
[5]基于全阶状态观测器的无速度传感器DTC系统[J]. 奚国华,沈红平,喻寿益,桂卫华. 电气传动. 2008(07)
[6]基于扩展卡尔曼滤波器的永磁同步电机转速和磁链观测器[J]. 张猛,肖曦,李永东. 中国电机工程学报. 2007(36)
[7]空间矢量脉宽调制方法的研究[J]. 杨贵杰,孙力,崔乃政,陆永平. 中国电机工程学报. 2001(05)
博士论文
[1]混合动力汽车用轴向磁场调制型无刷双转子电机的研究[D]. 宋志翌.哈尔滨工业大学 2017
[2]磁场调制式永磁容错电机的分析、设计与控制[D]. 徐亮.江苏大学 2017
[3]磁齿轮功率分配电机的分析、设计与控制[D]. 孙乐.东南大学 2016
[4]九相磁通切换永磁电机系统及容错控制研究[D]. 於锋.东南大学 2016
[5]永磁直驱风力发电机组故障诊断技术研究[D]. 杭俊.东南大学 2016
[6]基于磁齿轮原理的场调制永磁风力发电机及其控制系统研究[D]. 李祥林.东南大学 2015
[7]永磁同步电机调速系统控制策略研究[D]. 卢达.浙江大学 2013
[8]磁场调制型永磁齿轮与低速电机的研究[D]. 王利利.浙江大学 2012
[9]永磁同步电机无位置传感器运行控制技术研究[D]. 李冉.浙江大学 2012
[10]永磁同步电动机减小转矩脉动的直接转矩控制方法研究[D]. 徐艳平.西安理工大学 2008
硕士论文
[1]永磁同步电机无位置传感器控制系统研究[D]. 杨云程.哈尔滨工业大学 2018
[2]混合动力汽车用双转子电机运动控制的研究[D]. 宋利华.东南大学 2017
[3]基于MRAS的牵引电机无速度传感器矢量控制技术研究[D]. 杨雯越.西南交通大学 2017
[4]永磁同步电机单环模型预测控制转矩脉动抑制[D]. 林莉.西南交通大学 2017
[5]磁齿轮复合电机内转子涡流损耗分析与设计[D]. 刘金.江苏大学 2017
[6]永磁同步电动机全转速范围基于模型参考自适应的无传感器控制[D]. 钟臻峰.浙江大学 2017
[7]永磁同步电机电流预测控制方法研究[D]. 嵇越.南京航空航天大学 2016
[8]全速域永磁同步电机转矩预测控制[D]. 徐海奇.中国矿业大学 2015
[9]多功率端口电机控制系统的研究[D]. 罗文.浙江大学 2014
[10]基于DSP的永磁同步电机矢量控制的研究[D]. 朱玲.南昌大学 2010
本文编号：3364624
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３?ＭＧＣＭ电机不同结构示意图??Ｆｉｇ．?１．３?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｏｆ?ＭＧＣＭ??
（ａ）双转子实物图?（ｂ）定子实物图?（ｃ）电机整体实物图??图２．２互补型ＭＧＣＭ电机实物图１３１］??Ｆｉｇ．２．２?Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ?ＭＧＣＭ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??ＭＯＣ＇Ｍ??外粉?，＂电机??——＾?ＸＸ??内燃几?＝４＝１１内奸ｆ＝ｔ＝?｜｜｛＝传離｜?＼??????＼?ＬｗｊＭｉＢＭＨｅａｓａＢａＢａｇ?ｊ?ＴＴ￣￣￣?Ｉ?＼??定子?＞ｌ－ｋ?１１１??ＡＣ／Ｄ?????ＡＣ７Ｄ?车轮??Ｃ?￣ｎ：＿｜?Ｃ??图２．３基于互补型ＭＧＣＭ电机混合动力系统示意图??Ｆｉｇ
磁同步电机的特性｜３１］，因此可以米用类似于永磁同步电机（Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ?Ｍａｇｎｅｔ??Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ?Ｍａｃｈｉｎｅ，?ＰＭＳＭ）定向控制方法来对ＭＧＣＭ电机进行控制。对传统??的永磁同步电机进行建模时，如图２．４所示，由于外层气隙磁场由转子上永磁体??产生，则常将转子永磁体对应的磁路设定为ｄ轴。而ＭＧＣＭ电机在定子内有两??部分转子，因此外层气隙磁场的位置也由内外转子的位置决定。通过式（２－８）即??可得到ＭＧＣＭ电机外层气隙磁场，即ｄ轴的电角度位置为：??＝?（Ｐｏｒ?￣?Ｐ，ｒ?）?＾?＝?Ｐｏｒ?｛ｄｏｒ?＋?Ａ?）?￣?Ｐｉｒ?｛ｄ，ｒ?＋?？０?）?（２＿８）??式中：么，１为外层气隙磁场的电角度位置，义为外层气隙磁场的机械角度位置。??通过式（２－８）可知，只要得到内外转子的具体位置，即可得到ＭＧＣＭ电机??外层气隙磁场位置，从而可以像控制普通永磁电机一样控制ＭＧＣＭ电机。??２．３．２?ＭＧＣＭ电机转矩分析??假设内转子转矩
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于高频信号注入的永磁同步电机无传感器控制技术综述[J]. 李浩源,张兴,杨淑英,李二磊. 电工技术学报. 2018(12)
[2]感应电机模型预测磁链控制[J]. 张永昌,杨海涛. 中国电机工程学报. 2015(03)
[3]电动汽车用定子永磁型磁通记忆式游标电机性能分析[J]. 葛叶明,朱孝勇,陈龙. 电机与控制应用. 2014(04)
[4]新型外转子磁齿轮复合电机的设计与研究[J]. 张东,邹国棠,江建中,包广清,蹇琳旎,王建宽. 中国电机工程学报. 2008(30)
[5]基于全阶状态观测器的无速度传感器DTC系统[J]. 奚国华,沈红平,喻寿益,桂卫华. 电气传动. 2008(07)
[6]基于扩展卡尔曼滤波器的永磁同步电机转速和磁链观测器[J]. 张猛,肖曦,李永东. 中国电机工程学报. 2007(36)
[7]空间矢量脉宽调制方法的研究[J]. 杨贵杰,孙力,崔乃政,陆永平. 中国电机工程学报. 2001(05)
博士论文
[1]混合动力汽车用轴向磁场调制型无刷双转子电机的研究[D]. 宋志翌.哈尔滨工业大学 2017
[2]磁场调制式永磁容错电机的分析、设计与控制[D]. 徐亮.江苏大学 2017
[3]磁齿轮功率分配电机的分析、设计与控制[D]. 孙乐.东南大学 2016
[4]九相磁通切换永磁电机系统及容错控制研究[D]. 於锋.东南大学 2016
[5]永磁直驱风力发电机组故障诊断技术研究[D]. 杭俊.东南大学 2016
[6]基于磁齿轮原理的场调制永磁风力发电机及其控制系统研究[D]. 李祥林.东南大学 2015
[7]永磁同步电机调速系统控制策略研究[D]. 卢达.浙江大学 2013
[8]磁场调制型永磁齿轮与低速电机的研究[D]. 王利利.浙江大学 2012
[9]永磁同步电机无位置传感器运行控制技术研究[D]. 李冉.浙江大学 2012
[10]永磁同步电动机减小转矩脉动的直接转矩控制方法研究[D]. 徐艳平.西安理工大学 2008
硕士论文
[1]永磁同步电机无位置传感器控制系统研究[D]. 杨云程.哈尔滨工业大学 2018
[2]混合动力汽车用双转子电机运动控制的研究[D]. 宋利华.东南大学 2017
[3]基于MRAS的牵引电机无速度传感器矢量控制技术研究[D]. 杨雯越.西南交通大学 2017
[4]永磁同步电机单环模型预测控制转矩脉动抑制[D]. 林莉.西南交通大学 2017
[5]磁齿轮复合电机内转子涡流损耗分析与设计[D]. 刘金.江苏大学 2017
[6]永磁同步电动机全转速范围基于模型参考自适应的无传感器控制[D]. 钟臻峰.浙江大学 2017
[7]永磁同步电机电流预测控制方法研究[D]. 嵇越.南京航空航天大学 2016
[8]全速域永磁同步电机转矩预测控制[D]. 徐海奇.中国矿业大学 2015
[9]多功率端口电机控制系统的研究[D]. 罗文.浙江大学 2014
[10]基于DSP的永磁同步电机矢量控制的研究[D]. 朱玲.南昌大学 2010
本文编号：3364624
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