基于在线参数辨识的异步电机控制系统的开发
发布时间：2022-01-21 22:58
对于新能源汽车研究领域来说,伴随着新型储能技术的突破,已然进入了快速发展的阶段。做为新能源汽车三大系统之一的电机驱动系统,需要为整车提供充足的驱动力,是整车能源消耗的主要部分。在电机驱动系统高速化、小型化、轻量化和高效化的趋势下,对电机驱动系统的研究具有非常重要的意义。本文讨论了电机参数对电机控制系统稳定性的影响,证明了在高性能异步电机驱动系统中加入线参数辨识算法的必要性。选用递推最小二乘法作为异步电机参数辨识过程的基础方法,根据递推最小二乘法的实现过程对异步电机在两相静止坐标系中的数学模型进行处理并加以改进,提出了积分形式的电机数学模型,可消除辨识过程中因二阶导数引入的误差。利用Simulink仿真平台搭建了异步电机的仿真模型,结合实际的电机参数搭建了基于矢量控制的异步电机驱动系统仿真模型,验证了算法的有效性,根据对仿真结果的分析确定了后续实验中磁通角的细分数量。搭建了异步电机在线参数辨识仿真模型,验证了改进辨识模型的有效性,根据仿真结果确定了后续实验中遗忘因子和采样时间的参考值。根据新能源车载异步电机驱动系统的要求,设计了电机控制器硬件电路,在电路中添加了多种保护措施,提高了驱动系...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 新能源汽车电机驱动系统的研究背景及意义
1.2 新能源汽车电机驱系统的研究现状
1.3 电机参数在线辨识研究现状
1.4 论文的章节内容
1.5 本章小结
第2章 异步电机的控制原理和电机参数辨识方法
2.1 交流电机的矢量控制策略
2.1.1 异步电机控制流程
2.1.2 磁链的解耦
2.1.3 空间矢量脉宽调制
2.2 磁通角观测精度对电机控制的影响
2.2.1 磁通角的离散化
2.2.2 转子时间常数对电机控制的影响
2.3 异步电机参数在线辨识方法
2.3.1 最小二乘法原理
2.3.2 递推最小二乘法原理
2.4 本章小结
第3章 异步电机参数辨识过程仿真
3.1 异步电机的数学模型
3.1.1 异步电机在三相坐标系中的数学模型
3.1.2 异步电机在两相静止坐标系中的数学模型
3.1.3 异步电机在两相同步坐标系中的数学模型
3.2 电机及矢量控制仿真模型的搭建
3.2.1 异步电机仿真模型
3.2.2 磁链观测模块仿真模型
3.2.3 SVPWM和矢量电压生成模块仿真模型
3.2.4 PI控制模块仿真模型
3.3 矢量控制过程仿真结果分析
3.3.1 模型的有效性分析
3.3.2 磁通角细分数的选取
3.4 改进的异步电机参数辨识数学模型
3.5 基于RLS的参数辨识模型的搭建
3.6 参数辨识过程仿真结果分析
3.6.1 模型及算法的有效性分析
3.6.2 辨识算法中遗忘因子的选取
3.6.3 辨识算法中采样步长的选取
3.7 本章小结
第4章 异步电机控制器的软硬件设计
4.1 硬件电路设计
4.1.1 核心控制模块
4.1.2 功率驱动模块
4.1.3 信号采集和处理模块
4.1.4 硬件保护模块
4.1.5 通讯模块
4.2 PCB可靠性和电磁兼容性设计
4.2.1 功率板PCB设计
4.2.2 主控板PCB设计
4.3 嵌入式软件主体设计
4.4 通讯协议的制定
4.5 本章小结
第5章 异步电机驱动系统调试与实验
5.1 控制器硬件功能测试
5.1.1 功率驱动模块测试
5.1.2 反馈信号处理模块测试
5.1.3 硬件保护模块测试
5.2 异步电机控制系统的台架实验
5.2.1 上位机软件开发
5.2.2 实验台搭建
5.2.3 控制系统开环实验
5.2.4 控制系统闭环实验
5.3 异步电机参数在线辨识算法验证
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
学位论文评间及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]嵌入式软件外部质量评价方法设计[J]. 陈苏. 测试技术学报. 2019(01)
[2]基于改进模型的异步电机最小二乘参数辨识[J]. 孟庆硕,许鸣珠. 石家庄铁道大学学报(自然科学版). 2019(01)
[3]浅析直流电机双闭环调速系统的设计[J]. 顾亭亭,张明霞. 机电信息. 2019(05)
[4]分析新能源汽车发展对钴的影响[J]. 李涛. 世界有色金属. 2018(23)
[5]基于变步长Adaline神经网络的永磁同步电机参数辨识[J]. 张立伟,张鹏,刘曰锋,张超,刘杰. 电工技术学报. 2018(S2)
[6]基于遗传算法的凸极永磁同步电动机参数辨识[J]. 钟卫鹏,李茂军. 电力系统及其自动化学报. 2019(11)
[7]永磁同步电机模糊遗忘因子最小二乘法参数辨识[J]. 沈艳霞,靳保龙. 系统仿真学报. 2018(09)
[8]基于自适应粒子群优化算法的永磁同步电机参数辨识[J]. 袁玉敏. 测控技术. 2018(07)
[9]电动车永磁同步电动机的设计发展[J]. 付多智. 汽车工程师. 2018(06)
[10]新能源汽车关键原材料全球供应风险评估[J]. 王昶,孙晶,左绿水,宋慧玲. 中国科技论坛. 2018(04)
博士论文
[1]感应电机状态观测与参数在线辨识技术[D]. 赵力航.浙江大学 2016
[2]纯电动汽车动力总成系统匹配技术研究[D]. 黄万友.山东大学 2012
硕士论文
[1]VALEO公司新能源汽车零部件发展战略研究[D]. 聂忠良.南昌大学 2018
[2]基于长短记忆模式递归神经网络（LSTM-RNN）的异步电机参数辨识研究[D]. 陈龙.安徽大学 2018
[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]异步电机矢量控制系统的参数辨识研究[D]. 高鹏.兰州交通大学 2016
[5]有刷直流电机模糊PID自整定方法实验研究[D]. 吴春杨.哈尔滨工程大学 2016
[6]车用异步电机驱动控制器研究与开发[D]. 程鹏.重庆大学 2015
[7]电动汽车电机驱动控制器关键性技术的研究和实现[D]. 王鑫正.沈阳工业大学 2015
[8]基于改进最小二乘的异步电机在线参数辨识研究[D]. 郭建涛.安徽大学 2014
[9]纯电动汽车电机控制器的研究[D]. 尹伟.山东大学 2014
[10]异步电动机的矢量控制与参数辨识[D]. 刘星.大连交通大学 2013
本文编号：3601113
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 新能源汽车电机驱动系统的研究背景及意义
1.2 新能源汽车电机驱系统的研究现状
1.3 电机参数在线辨识研究现状
1.4 论文的章节内容
1.5 本章小结
第2章 异步电机的控制原理和电机参数辨识方法
2.1 交流电机的矢量控制策略
2.1.1 异步电机控制流程
2.1.2 磁链的解耦
2.1.3 空间矢量脉宽调制
2.2 磁通角观测精度对电机控制的影响
2.2.1 磁通角的离散化
2.2.2 转子时间常数对电机控制的影响
2.3 异步电机参数在线辨识方法
2.3.1 最小二乘法原理
2.3.2 递推最小二乘法原理
2.4 本章小结
第3章 异步电机参数辨识过程仿真
3.1 异步电机的数学模型
3.1.1 异步电机在三相坐标系中的数学模型
3.1.2 异步电机在两相静止坐标系中的数学模型
3.1.3 异步电机在两相同步坐标系中的数学模型
3.2 电机及矢量控制仿真模型的搭建
3.2.1 异步电机仿真模型
3.2.2 磁链观测模块仿真模型
3.2.3 SVPWM和矢量电压生成模块仿真模型
3.2.4 PI控制模块仿真模型
3.3 矢量控制过程仿真结果分析
3.3.1 模型的有效性分析
3.3.2 磁通角细分数的选取
3.4 改进的异步电机参数辨识数学模型
3.5 基于RLS的参数辨识模型的搭建
3.6 参数辨识过程仿真结果分析
3.6.1 模型及算法的有效性分析
3.6.2 辨识算法中遗忘因子的选取
3.6.3 辨识算法中采样步长的选取
3.7 本章小结
第4章 异步电机控制器的软硬件设计
4.1 硬件电路设计
4.1.1 核心控制模块
4.1.2 功率驱动模块
4.1.3 信号采集和处理模块
4.1.4 硬件保护模块
4.1.5 通讯模块
4.2 PCB可靠性和电磁兼容性设计
4.2.1 功率板PCB设计
4.2.2 主控板PCB设计
4.3 嵌入式软件主体设计
4.4 通讯协议的制定
4.5 本章小结
第5章 异步电机驱动系统调试与实验
5.1 控制器硬件功能测试
5.1.1 功率驱动模块测试
5.1.2 反馈信号处理模块测试
5.1.3 硬件保护模块测试
5.2 异步电机控制系统的台架实验
5.2.1 上位机软件开发
5.2.2 实验台搭建
5.2.3 控制系统开环实验
5.2.4 控制系统闭环实验
5.3 异步电机参数在线辨识算法验证
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
学位论文评间及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]嵌入式软件外部质量评价方法设计[J]. 陈苏. 测试技术学报. 2019(01)
[2]基于改进模型的异步电机最小二乘参数辨识[J]. 孟庆硕,许鸣珠. 石家庄铁道大学学报(自然科学版). 2019(01)
[3]浅析直流电机双闭环调速系统的设计[J]. 顾亭亭,张明霞. 机电信息. 2019(05)
[4]分析新能源汽车发展对钴的影响[J]. 李涛. 世界有色金属. 2018(23)
[5]基于变步长Adaline神经网络的永磁同步电机参数辨识[J]. 张立伟,张鹏,刘曰锋,张超,刘杰. 电工技术学报. 2018(S2)
[6]基于遗传算法的凸极永磁同步电动机参数辨识[J]. 钟卫鹏,李茂军. 电力系统及其自动化学报. 2019(11)
[7]永磁同步电机模糊遗忘因子最小二乘法参数辨识[J]. 沈艳霞,靳保龙. 系统仿真学报. 2018(09)
[8]基于自适应粒子群优化算法的永磁同步电机参数辨识[J]. 袁玉敏. 测控技术. 2018(07)
[9]电动车永磁同步电动机的设计发展[J]. 付多智. 汽车工程师. 2018(06)
[10]新能源汽车关键原材料全球供应风险评估[J]. 王昶,孙晶,左绿水,宋慧玲. 中国科技论坛. 2018(04)
博士论文
[1]感应电机状态观测与参数在线辨识技术[D]. 赵力航.浙江大学 2016
[2]纯电动汽车动力总成系统匹配技术研究[D]. 黄万友.山东大学 2012
硕士论文
[1]VALEO公司新能源汽车零部件发展战略研究[D]. 聂忠良.南昌大学 2018
[2]基于长短记忆模式递归神经网络（LSTM-RNN）的异步电机参数辨识研究[D]. 陈龙.安徽大学 2018
[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]异步电机矢量控制系统的参数辨识研究[D]. 高鹏.兰州交通大学 2016
[5]有刷直流电机模糊PID自整定方法实验研究[D]. 吴春杨.哈尔滨工程大学 2016
[6]车用异步电机驱动控制器研究与开发[D]. 程鹏.重庆大学 2015
[7]电动汽车电机驱动控制器关键性技术的研究和实现[D]. 王鑫正.沈阳工业大学 2015
[8]基于改进最小二乘的异步电机在线参数辨识研究[D]. 郭建涛.安徽大学 2014
[9]纯电动汽车电机控制器的研究[D]. 尹伟.山东大学 2014
[10]异步电动机的矢量控制与参数辨识[D]. 刘星.大连交通大学 2013
本文编号：3601113
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