新能源汽车电控水泵控制系统设计

发布时间：2022-08-12 08:57

　　新能源汽车的发展成为了人类社会可持续发展的必然趋势,而水泵控制系统的性能是新能源汽车运行中较为重要的部分。为了解决传统机械水泵对发动机的高依赖性、效率低、磨损严重等问题,本文采用基于模型的设计和自动代码生成的方法,按照“策略设计——仿真分析——台架验证”的过程对新能源汽车电控水泵控制系统展开研究。而电控水泵控制系统的关键技术在于电机,所以本文主要对无刷直流电机（Brushless Direct Current Motor,BLDCM）的控制策略进行了研究。本文首先介绍了新能源汽车水泵和无刷直流电机的国内外研究现状,分析了本文的研究意义。并针对无刷直流电机的结构和工作原理进行了分析,建立了电机的数学模型。其次,阐述了无刷直流电机运行过程中的主要阶段,分析了电控水泵控制系统的主要要求,根据无刷直流电机启动阶段的特点提出了启动控制策略。在电机成功启动后,提出了基于PID控制算法的速度电流双闭环控制策略。根据电机运行环境的特征,设计了在不同温度和不同脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation,PWM）下电机转速控制策略。最后,针对电机可能发生的故障,开发设计了无刷直流电机的保护... 

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 研究目的和意义
    1.3 电控水泵的研究现状
    1.4 无刷直流电机的研究现状
    1.5 电机参数
    1.6 研究内容
第二章 无刷主流电机的工作原理及数学模型
    2.1 电控水泵的核心部件
    2.2 无刷直流电机的结构
        2.2.1 电机本体
        2.2.2 转子位置检测器件
        2.2.3 驱动控制电路和功率开关器件
    2.3 无刷直流电机的工作原理
        2.3.1 BLDC电机电子换向控制
        2.3.2 速度/转矩控制
    2.4 无刷直流电机的数学模型
        2.4.1 电压方程
        2.4.2 转矩和运动方程
        2.4.3 BLDC电机的机械特性
    2.5 本章小结
第三章 无刷直流电机主要控制策略及仿真
    3.1 电机启动控制策略
    3.2 速度电流双闭环控制策略
        3.2.1 PID工作原理
        3.2.2 PID控制理论
        3.2.3 速度电流闭环控制模型
    3.3 转速控制策略
        3.3.1 温度传感器转速控制
        3.3.2 PWM占空比转速控制
    3.4 电机保护控制策略
        3.4.1 过压和欠压保护
        3.4.2 过流保护
        3.4.3 空转保护
        3.4.4 过热保护
    3.5 本章小结
第四章 控制策略验证及分析
    4.1 开发软件介绍
    4.2 思卡尔16位9S12ZVML12控制器[51]
        4.2.1 MC9S12ZVML12单片机功能介绍
        4.2.2 芯片功能特点介绍
        4.2.3 过零点检测技术
        4.2.4 成本预算
    4.3 模型生成代码
    4.4 代码集成
    4.5 电机参数标定
    4.6 本章小结
第五章 实验与结果分析
    5.1 实验方案
    5.2 实验台架结构
    5.3 实验结果
    5.4 本章小结
总结与期望
    总结
    展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢



本文编号：3675584