电动汽车永磁同步电机转矩控制策略研究与实现
发布时间：2022-10-18 19:08
随着环境污染的日益加重,绿色出行的呼声越来越高,电动汽车以其运行效率高、启动加速性能好、易维护等特点逐渐成为人们的首要选择。永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）具有重量轻、可靠性好、功率密度高等优点,在电动汽车领域得到广泛应用。根据电动汽车的应用场景,永磁同步电机在额定转速以下需要输出大转矩以满足电动汽车频繁启动、爬坡等需求,当电动汽车达到额定转速后为满足其超车和加速要求,需要能够输出高转速。为了实现电动汽车永磁同步电机全转速范围的满转矩满功率稳定控制,本文在传统控制策略的基础上,设计了一种基于转速分段的永磁同步电机全转速范围转矩控制策略。本文的主要工作如下:1.研究了永磁同步电机的物理模型、坐标变换原理及三种坐标系下的数学模型,然后分析了永磁同步电机不同转速区间主要控制策略的优缺点,针对传统控制策略的不足提出了基于转矩校准算法和变增益电流环控制算法的全转速范围转矩控制策略。2.研究了永磁同步电机电磁转矩离线校准算法,针对永磁同步电机电磁转矩实时在线校准成本高、运算量大等问题,提出了一种基于转速分区的多元线性回归电磁转矩离线校准...
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景及选题意义
1.2 国内外发展现状
1.2.1 电动汽车发展现状
1.2.2 转矩校准发展现状
1.2.3 电流环控制算法发展现状
1.3 本论文研究的主要内容
第二章 永磁同步电机建模及全转速范围矢量控制
2.1 永磁同步电机物理模型
2.2 永磁同步电机数学模型
2.2.1 三相静止坐标系下的PMSM数学模型
2.2.2 坐标变换原理
2.2.3 两相旋转坐标系下的PMSM数学模型
2.3 永磁同步电机矢量控制
2.3.1 矢量控制原理
2.3.2 矢量控制基本约束条件
2.3.3 矢量控制方法分析
2.4 永磁同步电机全转速范围控制
2.4.1 永磁同步电机全转速范围控制目标
2.4.2 永磁同步电机全转速范围控制方法
2.4.3 永磁同步电机全转速范围转矩控制策略
2.5 本章小结
第三章 永磁同步电机转矩校准算法设计
3.1 永磁同步电机转矩校准算法原理
3.2 永磁同步电机转矩校准模型设计
3.2.1 额定转速以下转矩校准模型
3.2.2 额定转速以上转矩校准模型
3.2.3 永磁同步电机转矩校准算法控制器设计
3.3 永磁同步电机转矩校准模型仿真及分析
3.3.1 额定转速以下转矩校准模型仿真
3.3.2 额定转速以上转矩校准模型仿真
3.3.3 仿真结果分析
3.4 永磁同步电机转矩校准算法实验验证
3.5 本章小结
第四章 永磁同步电机变增益矢量控制算法设计
4.1 变增益电流环调节器设计
4.2 变增益电流环系统稳定性分析
4.2.1 电流d环系统稳定性分析
4.2.2 电流q环系统稳定性分析
4.3 变增益矢量控制算法设计
4.3.1 变增益控制算法设计
4.3.2 变增益矢量控制器设计
4.4 变增益矢量控制算法仿真与分析
4.4.1 变增益矢量控制仿真模型
4.4.2 经典电流环控制与变增益电流环控制对比仿真
4.4.3 仿真结果分析
4.5 本章小结
第五章 系统测试及实验研究
5.1台架模拟实验
5.1.1 测试实验平台
5.1.2 全转速范围电流环参数设计
5.1.3 经典电流环控制与变增益电流环控制对比实验
5.1.4 实验分析
5.2 整车行驶实验
5.2.1 测试实验平台
5.2.2 经典电流环控制与变增益电流环控制对比实验
5.2.3 实验结果及分析
5.3 本章小结
第六章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]永磁同步电机矢量控制电流环设计[J]. 王健健. 仪器仪表用户. 2019(04)
[2]2019中国汽车论坛会议方案[J]. 汽车纵横. 2019(03)
[3]新能源汽车产业与技术发展分析[J]. 任飞. 河北农机. 2019(03)
[4]基于模糊神经网络的纯电动车永磁同步电机矢量控制[J]. 赵剑飞,丁朋飞,翟雪松. 电机与控制应用. 2018(12)
[5]永磁同步电机的电流环动态解耦研究[J]. 钟钦洪,臧珂,张迁,胡勤丰. 微电机. 2018(10)
[6]2018年汽车产业蓝皮书 聚焦“新时代的新能源汽车产业发展战略”[J]. 稀土信息. 2018(10)
[7]内置式永磁同步电动机弱磁调速优化控制[J]. 闫娜云,宗剑. 电机与控制应用. 2018(10)
[8]国外新能源汽车发展现状及对我国发展的启示[J]. 孙腾,冯丹,胡利明. 化工时刊. 2018(09)
[9]内插式永磁同步电机最大转矩电流比控制策略研究[J]. 吕康飞. 淮阴师范学院学报(自然科学版). 2018(03)
[10]全球电动汽车发展现状及未来趋势[J]. 罗艳托,汤湘华. 国际石油经济. 2018(07)
博士论文
[1]新能源车用永磁辅助式同步磁阻电机设计与控制方法研究[D]. 方磊.中国矿业大学 2018
[2]电动汽车驱动与充电一体化系统关键控制技术研究[D]. 张厚升.河北工业大学 2016
硕士论文
[1]永磁同步电机矢量控制调速性能的研究[D]. 李利兵.西安工程大学 2018
[2]永磁同步电机弱磁控制策略研究[D]. 金鑫.大连交通大学 2018
[3]永磁同步电机矢量控制关键技术研究[D]. 吴文胜.北方工业大学 2018
[4]电动汽车永磁同步电机动态最大转矩电流比控制方法研究[D]. 徐恺.电子科技大学 2018
[5]永磁同步电机调速系统在线自整定控制算法研究[D]. 胡正国.湖南工业大学 2018
[6]电动汽车电机驱动控制系统研究[D]. 李政.中北大学 2018
[7]美国新能源汽车产业竞争力分析[D]. 李殷.吉林大学 2018
[8]电动汽车永磁同步电机控制系统[D]. 徐明萌.南昌航空大学 2017
[9]永磁同步电机传动系统的先进控制策略及应用研究[D]. 申斌.华北科技学院 2017
[10]永磁同步电机矢量控制系统弱磁控制研究[D]. 韩顺利.中国矿业大学 2017
本文编号：3692888
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景及选题意义
1.2 国内外发展现状
1.2.1 电动汽车发展现状
1.2.2 转矩校准发展现状
1.2.3 电流环控制算法发展现状
1.3 本论文研究的主要内容
第二章 永磁同步电机建模及全转速范围矢量控制
2.1 永磁同步电机物理模型
2.2 永磁同步电机数学模型
2.2.1 三相静止坐标系下的PMSM数学模型
2.2.2 坐标变换原理
2.2.3 两相旋转坐标系下的PMSM数学模型
2.3 永磁同步电机矢量控制
2.3.1 矢量控制原理
2.3.2 矢量控制基本约束条件
2.3.3 矢量控制方法分析
2.4 永磁同步电机全转速范围控制
2.4.1 永磁同步电机全转速范围控制目标
2.4.2 永磁同步电机全转速范围控制方法
2.4.3 永磁同步电机全转速范围转矩控制策略
2.5 本章小结
第三章 永磁同步电机转矩校准算法设计
3.1 永磁同步电机转矩校准算法原理
3.2 永磁同步电机转矩校准模型设计
3.2.1 额定转速以下转矩校准模型
3.2.2 额定转速以上转矩校准模型
3.2.3 永磁同步电机转矩校准算法控制器设计
3.3 永磁同步电机转矩校准模型仿真及分析
3.3.1 额定转速以下转矩校准模型仿真
3.3.2 额定转速以上转矩校准模型仿真
3.3.3 仿真结果分析
3.4 永磁同步电机转矩校准算法实验验证
3.5 本章小结
第四章 永磁同步电机变增益矢量控制算法设计
4.1 变增益电流环调节器设计
4.2 变增益电流环系统稳定性分析
4.2.1 电流d环系统稳定性分析
4.2.2 电流q环系统稳定性分析
4.3 变增益矢量控制算法设计
4.3.1 变增益控制算法设计
4.3.2 变增益矢量控制器设计
4.4 变增益矢量控制算法仿真与分析
4.4.1 变增益矢量控制仿真模型
4.4.2 经典电流环控制与变增益电流环控制对比仿真
4.4.3 仿真结果分析
4.5 本章小结
第五章 系统测试及实验研究
5.1台架模拟实验
5.1.1 测试实验平台
5.1.2 全转速范围电流环参数设计
5.1.3 经典电流环控制与变增益电流环控制对比实验
5.1.4 实验分析
5.2 整车行驶实验
5.2.1 测试实验平台
5.2.2 经典电流环控制与变增益电流环控制对比实验
5.2.3 实验结果及分析
5.3 本章小结
第六章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]永磁同步电机矢量控制电流环设计[J]. 王健健. 仪器仪表用户. 2019(04)
[2]2019中国汽车论坛会议方案[J]. 汽车纵横. 2019(03)
[3]新能源汽车产业与技术发展分析[J]. 任飞. 河北农机. 2019(03)
[4]基于模糊神经网络的纯电动车永磁同步电机矢量控制[J]. 赵剑飞,丁朋飞,翟雪松. 电机与控制应用. 2018(12)
[5]永磁同步电机的电流环动态解耦研究[J]. 钟钦洪,臧珂,张迁,胡勤丰. 微电机. 2018(10)
[6]2018年汽车产业蓝皮书 聚焦“新时代的新能源汽车产业发展战略”[J]. 稀土信息. 2018(10)
[7]内置式永磁同步电动机弱磁调速优化控制[J]. 闫娜云,宗剑. 电机与控制应用. 2018(10)
[8]国外新能源汽车发展现状及对我国发展的启示[J]. 孙腾,冯丹,胡利明. 化工时刊. 2018(09)
[9]内插式永磁同步电机最大转矩电流比控制策略研究[J]. 吕康飞. 淮阴师范学院学报(自然科学版). 2018(03)
[10]全球电动汽车发展现状及未来趋势[J]. 罗艳托,汤湘华. 国际石油经济. 2018(07)
博士论文
[1]新能源车用永磁辅助式同步磁阻电机设计与控制方法研究[D]. 方磊.中国矿业大学 2018
[2]电动汽车驱动与充电一体化系统关键控制技术研究[D]. 张厚升.河北工业大学 2016
硕士论文
[1]永磁同步电机矢量控制调速性能的研究[D]. 李利兵.西安工程大学 2018
[2]永磁同步电机弱磁控制策略研究[D]. 金鑫.大连交通大学 2018
[3]永磁同步电机矢量控制关键技术研究[D]. 吴文胜.北方工业大学 2018
[4]电动汽车永磁同步电机动态最大转矩电流比控制方法研究[D]. 徐恺.电子科技大学 2018
[5]永磁同步电机调速系统在线自整定控制算法研究[D]. 胡正国.湖南工业大学 2018
[6]电动汽车电机驱动控制系统研究[D]. 李政.中北大学 2018
[7]美国新能源汽车产业竞争力分析[D]. 李殷.吉林大学 2018
[8]电动汽车永磁同步电机控制系统[D]. 徐明萌.南昌航空大学 2017
[9]永磁同步电机传动系统的先进控制策略及应用研究[D]. 申斌.华北科技学院 2017
[10]永磁同步电机矢量控制系统弱磁控制研究[D]. 韩顺利.中国矿业大学 2017
本文编号：3692888
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