电动汽车轮毂电机同步协调控制的研究
发布时间：2021-11-12 06:39
轮毂电机作为电动汽车的驱动电机,它的同步协调控制是电动汽车研究领域的重点之一。在多电机同步协调控制中,各电机转速响应快慢和各电机之间转速同步误差的大小是衡量电机协调控制的重要指标。本文旨在通过对现有同步协调控制研究方案存在的电机之间同步误差较大和各电机转速响应较慢的缺点进行改进,以期同时提升电动汽车同步协调控制系统电机的响应速度和减小电机之间的同步误差。在本文的改进算法中,单电机控制方法由直接转矩控制改进为id*=0电流预测控制,速度补偿器在传统补偿器的基础上加入模糊PID控制器。然后借助MATLAB/Simulink仿真软件,分别对改进前后电动汽车两轮和四轮驱动的同步协调控制进行建模仿真。仿真结果表明:在相同条件下,改进后的多电机同步协调控制系统响应速度有很大的提高,由0.08秒左右到达稳定状态提升到了0.01秒左右;电机之间的同步误差也明显减小,在调整期间,最大同步误差由50-100r/min减小到了5r/min左右,稳定后的同步误差由2-5r/min提升到了不到0.1r/min。由此可见,改进后的电动汽车轮毂电机同步协调控制系统性能显著提升,基本达到了设计初衷。最后,在现有技术基...
【文章来源】：西华大学四川省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
特斯拉modelS轿车Fig1.1TeslaModelS
电动汽车轮毂电机同步协调控制的研究车性能，也增加了汽车信号传输出现误差的风险，同时用户体验也不好。轮毂则将这些组件都整合到一个轮毂内，极大地简化了汽车的动力传输，使汽车整加简洁，也减轻了汽车自身的重量，为车体提供了更大的空间。在实际工程应用中，一般根据轮毂电机转子结构的形式来对电动汽车的轮毂电类[27]。电动汽车的轮毂电机通常被分为内转子型和外转子型两种类型。其中，轮毂电动机的主要特征是电动机转速较低并且没有减速装置。内转子型轮毂电在于使用了具有高速内转子的电动机和减速器的安装，从而具有高功率密度。电机的结构如图 1.2 所示。
图 2.1 永磁同步电机结构图Fig 2.1 Structure of PMSM永磁同步电机因为转子位置的不同而与其他类型的电机区别开来[50-51]。根据电机转置的不同，可以将永磁同步电机分为：面贴式转子、插入式转子以及嵌入式转子三型。面贴式转子，电动机的永磁体安装在转子铁芯的外表面上，这种安装方式使得电机的转动惯量很小，交、直轴电感参数相同，这种安装方式也简化了永磁同步电机的分析。插入式转子，这种类型电动机的永磁体嵌在转子的内表面上，这也导致了它的交电感参数不同，然而这种电动机制造起来相对昂贵，所以不适合在轮毂电机上使用嵌入式转子，这种类型的电机永磁体位于转子内部，由于它转子的转子磁路是不对，所以有很高的功率密度。简而言之，由于面贴式转子永磁同步电机的交、直轴电感系数相同，所以可以大大电机系统的计算量。因此，本文研究的电动汽车使用的轮毂电机采用转子面贴式永步电机。
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车主动转向与直接横摆力矩协调控制[J]. 赵林峰,高晓程,谢有浩,从光好. 汽车工程学报. 2019(01)
[2]汽车主动前轮转向与直接横摆力矩协调控制[J]. 桑楠,刘润乔,赵万忠. 南京理工大学学报. 2018(06)
[3]Predictive Tracking Control of Network-Based Agents With Communication Delays[J]. Tianyong Zhang,Guoping Liu. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2018(06)
[4]纯电动汽车整车控制器测试系统综述[J]. 邓杰,苟小义,宋春华,韦兴平,徐全,宋昌林. 汽车实用技术. 2017(18)
[5]四轮轮毂电机驱动电动汽车建模与仿真[J]. 靳彪,张欣,彭之川,席利贺. 中国公路学报. 2016(04)
[6]基于ABS的四驱HEV串联式电液复合制动控制[J]. 赵治国,张军腾,吴枭威,杨杰. 中国公路学报. 2015(11)
[7]永磁同步电机的模型预测控制研究[J]. 杨义,韩金刚,陈昊,汤天浩. 电源学报. 2015(04)
[8]电动汽车用无刷直流电机协调控制研究[J]. 李旭宇,陈鹏飞,陈刚. 公路与汽运. 2015(03)
[9]日本电动汽车的发展现状及政策规划[J]. 李晓慧,彭洁,贺德方. 全球科技经济瞭望. 2015(04)
[10]单控制器轮驱电动汽车驱动装置[J]. 郭龙舟,张辉,支娜,邢小文. 电机与控制应用. 2013(06)
博士论文
[1]电动汽车用双定子永磁无刷电机研究[D]. 王雅玲.山东大学 2014
[2]预测控制在线优化策略的研究[D]. 李德伟.上海交通大学 2009
[3]定子双馈双凸极永磁电机及其控制系统研究[D]. 李永斌.上海大学 2004
硕士论文
[1]永磁同步电机无差拍电流控制的研究[D]. 谢传林.广东工业大学 2018
[2]基于负载扰动观测器的永磁同步电机预测控制研究[D]. 张钟保.辽宁工程技术大学 2017
[3]永磁同步电机模型预测控制研究[D]. 王文.陕西科技大学 2016
[4]四轮独立电动汽车的驱动控制方法与平顺性分析[D]. 刘鑫.石家庄铁道大学 2016
[5]永磁同步电机模型预测控制的研究与实现[D]. 樊小利.西南交通大学 2015
[6]电动汽车四轮毂电机协调控制[D]. 戚慧.中国矿业大学 2015
[7]广义预测控制算法在网络控制系统中的应用研究[D]. 侯丽红.中原工学院 2015
[8]多轮独立电驱动车辆驱动力分层控制策略[D]. 邱斌斌.浙江大学 2015
[9]四轮驱动电动汽车转向稳定性控制研究[D]. 张钦爽.沈阳工业大学 2012
[10]基于模糊PID控制的多电机同步控制系统的研究[D]. 孙怡.华东理工大学 2012
本文编号：3490370
【文章来源】：西华大学四川省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
特斯拉modelS轿车Fig1.1TeslaModelS
电动汽车轮毂电机同步协调控制的研究车性能，也增加了汽车信号传输出现误差的风险，同时用户体验也不好。轮毂则将这些组件都整合到一个轮毂内，极大地简化了汽车的动力传输，使汽车整加简洁，也减轻了汽车自身的重量，为车体提供了更大的空间。在实际工程应用中，一般根据轮毂电机转子结构的形式来对电动汽车的轮毂电类[27]。电动汽车的轮毂电机通常被分为内转子型和外转子型两种类型。其中，轮毂电动机的主要特征是电动机转速较低并且没有减速装置。内转子型轮毂电在于使用了具有高速内转子的电动机和减速器的安装，从而具有高功率密度。电机的结构如图 1.2 所示。
图 2.1 永磁同步电机结构图Fig 2.1 Structure of PMSM永磁同步电机因为转子位置的不同而与其他类型的电机区别开来[50-51]。根据电机转置的不同，可以将永磁同步电机分为：面贴式转子、插入式转子以及嵌入式转子三型。面贴式转子，电动机的永磁体安装在转子铁芯的外表面上，这种安装方式使得电机的转动惯量很小，交、直轴电感参数相同，这种安装方式也简化了永磁同步电机的分析。插入式转子，这种类型电动机的永磁体嵌在转子的内表面上，这也导致了它的交电感参数不同，然而这种电动机制造起来相对昂贵，所以不适合在轮毂电机上使用嵌入式转子，这种类型的电机永磁体位于转子内部，由于它转子的转子磁路是不对，所以有很高的功率密度。简而言之，由于面贴式转子永磁同步电机的交、直轴电感系数相同，所以可以大大电机系统的计算量。因此，本文研究的电动汽车使用的轮毂电机采用转子面贴式永步电机。
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车主动转向与直接横摆力矩协调控制[J]. 赵林峰,高晓程,谢有浩,从光好. 汽车工程学报. 2019(01)
[2]汽车主动前轮转向与直接横摆力矩协调控制[J]. 桑楠,刘润乔,赵万忠. 南京理工大学学报. 2018(06)
[3]Predictive Tracking Control of Network-Based Agents With Communication Delays[J]. Tianyong Zhang,Guoping Liu. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2018(06)
[4]纯电动汽车整车控制器测试系统综述[J]. 邓杰,苟小义,宋春华,韦兴平,徐全,宋昌林. 汽车实用技术. 2017(18)
[5]四轮轮毂电机驱动电动汽车建模与仿真[J]. 靳彪,张欣,彭之川,席利贺. 中国公路学报. 2016(04)
[6]基于ABS的四驱HEV串联式电液复合制动控制[J]. 赵治国,张军腾,吴枭威,杨杰. 中国公路学报. 2015(11)
[7]永磁同步电机的模型预测控制研究[J]. 杨义,韩金刚,陈昊,汤天浩. 电源学报. 2015(04)
[8]电动汽车用无刷直流电机协调控制研究[J]. 李旭宇,陈鹏飞,陈刚. 公路与汽运. 2015(03)
[9]日本电动汽车的发展现状及政策规划[J]. 李晓慧,彭洁,贺德方. 全球科技经济瞭望. 2015(04)
[10]单控制器轮驱电动汽车驱动装置[J]. 郭龙舟,张辉,支娜,邢小文. 电机与控制应用. 2013(06)
博士论文
[1]电动汽车用双定子永磁无刷电机研究[D]. 王雅玲.山东大学 2014
[2]预测控制在线优化策略的研究[D]. 李德伟.上海交通大学 2009
[3]定子双馈双凸极永磁电机及其控制系统研究[D]. 李永斌.上海大学 2004
硕士论文
[1]永磁同步电机无差拍电流控制的研究[D]. 谢传林.广东工业大学 2018
[2]基于负载扰动观测器的永磁同步电机预测控制研究[D]. 张钟保.辽宁工程技术大学 2017
[3]永磁同步电机模型预测控制研究[D]. 王文.陕西科技大学 2016
[4]四轮独立电动汽车的驱动控制方法与平顺性分析[D]. 刘鑫.石家庄铁道大学 2016
[5]永磁同步电机模型预测控制的研究与实现[D]. 樊小利.西南交通大学 2015
[6]电动汽车四轮毂电机协调控制[D]. 戚慧.中国矿业大学 2015
[7]广义预测控制算法在网络控制系统中的应用研究[D]. 侯丽红.中原工学院 2015
[8]多轮独立电驱动车辆驱动力分层控制策略[D]. 邱斌斌.浙江大学 2015
[9]四轮驱动电动汽车转向稳定性控制研究[D]. 张钦爽.沈阳工业大学 2012
[10]基于模糊PID控制的多电机同步控制系统的研究[D]. 孙怡.华东理工大学 2012
本文编号：3490370
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3490370.html
