车用永磁同步电机基于最优磁链的高效控制
发布时间：2022-12-08 22:52
永磁同步电机因结构简单、质量轻、体积小、功率密度大、效率高等优点,在电动汽车领域得到广泛应用。车用永磁同步电机系统运行时负载变化大、外部环境干扰多、系统参数时变等因素,影响了永磁同步电机的运行性能。需要进一步改进其控制技术,以此来提升车用永磁同步电机的系统性能。直接转矩控制具有结构简单、转矩响应快、控制方法直接等优点;滑模变结构控制是一种非线性控制技术,它对控制对象的内部参数变化及外部干扰有一定的抗干扰能力。因此,本文采用直接转矩控制和滑模控制理论相结合的方法来减小车用永磁同步电机的转矩脉动、提升其控制性能。接着将搜索法与电机损耗模型相结合,提出了一种基于模型搜索的效率优化策略,达到进一步提升车用永磁同步电机控制性能的目的,论文主要包含以下内容:（1）首先介绍了车用永磁同步电机驱动系统的概括和发展现状,简述了永磁同步电机在矢量控制策略和直接转矩控制下的几种方案,并给出了目前对永磁同步电机系统效率优化常用的几种方法。接着在A-B-C三相静止坐标系下PMSM的数学模型基础上,根据空间坐标转换原理,利用Clark和Park坐标变换简化了永磁同步电机的数学模型,接着阐述了DTC的基本理论和传统...
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景与意义
1.2 车用永磁同步电机驱动系统及其发展现状
1.2.1 永磁同步电机的发展现状
1.2.2 车用永磁同步电机驱动系统概况
1.3 PMSM驱动控制技术
1.3.1 PMSM驱动基本控制技术
1.3.2 电压空间矢量调制与现代控制理论结合
1.4 PMSM系统效率优化策略国内外研究现状
1.5 本文主要研究内容和框架
第二章 PMSM数学模型及其滑模DTC控制
2.1 PMSM数学模型与DTC的基本理论
2.1.1 PMSM的数学模型
2.1.2 PMSM的坐标变换及旋转坐标系下数学模型
2.1.3 DTC的基本理论
2.2 SVPWM基本原理与实现过程
2.3 滑模DTC控制器的设计
2.3.1 滑模控制的基本思想
2.3.2 控制系统滑模面函数的设计
2.3.3 滑模控制的基本条件
2.3.4 滑模变结构控制的趋近律设计
2.3.5 基于滑模DTC控制器设计
2.4 滑模DTC控制下的PMSM驱动系统
2.4.1 滑模DTC控制下的PMSM系统控制流程
2.4.2 滑模变DTC控制下的PMSM仿真分析
2.5 本章小结
第三章 基于搜索法的PMSM效率优化控制策略
3.1 黄金分割搜索算法
3.2 基于搜索法的PMSM效率优化控制流程
3.2.1 基于搜索法的PMSM效率优化的最优磁链选择
3.2.2 基于搜索法的PMSM效率优化控制策略仿真研究
3.3 本章小结
第四章 基于模型搜索算法的PMSM效率优化控制策略
4.1 考虑损耗的PMSM系统数学模型
4.2 基于模型搜索算法的PMSM最优磁链搜索控制器设计
4.3 基于模型搜索算法的PMSM仿真分析
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 全文工作总结
5.2 研究展望
致谢
参考文献
附录 :攻读硕士学位期间参与项目及发表论文
附录 A 参与项目
附录 B 发表论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国新能源汽车行业发展水平分析及展望[J]. 唐葆君,王翔宇,王彬,吴郧,邹颖,许黄琛,马也. 北京理工大学学报(社会科学版). 2019(02)
[2]处于发展阶段的汽车产业 记2018中国汽车产业区域经济峰会暨中国新能源汽车产业发展战略研讨会[J]. 陈琦. 汽车与配件. 2018(33)
[3]永磁同步电主轴定子齿形状对转矩脉动的影响分析[J]. 于慎波,鲍萌. 重型机械. 2016(03)
[4]基于效率及温升的轴向磁通永磁电机优化设计[J]. 陈晨,王又珑. 中国电机工程学报. 2016(06)
[5]基于Matlab/simulink异步电机滑模控制系统仿真[J]. 曹靖,童朝南,胡敦利,李红涛. 北方工业大学学报. 2015(01)
[6]PMSM伺服系统速度环PI控制器参数自整定及优化[J]. 肖启明,杨明,刘可述,贾下跖,秦洁. 电机与控制学报. 2014(02)
[7]电动汽车永磁同步电机最优制动能量回馈控制[J]. 卢东斌,欧阳明高,谷靖,李建秋. 中国电机工程学报. 2013(03)
[8]基于模糊矢量及弱磁扩速机理的电动汽车控制研究[J]. 程博,叶敏,李雪,曹秉刚. 中国机械工程. 2012(15)
[9]车用内置式永磁同步电机线性化损耗最小控制[J]. 林立,唐宏伟,邱雄迩,王跃球. 电气传动. 2012(01)
[10]基于滑模变结构永磁同步电机的直接转矩控制[J]. 崔皆凡,王贺敏,王成元,万峻竹,木刚. 沈阳工业大学学报. 2008(02)
博士论文
[1]永磁同步电机滑模观测与控制方法研究[D]. 邱忠才.西南交通大学 2016
[2]电动客车永磁同步电机设计与参数研究[D]. 符荣.西北工业大学 2015
[3]电动汽车驱动用模块化级联电机系统的研究[D]. 韩守亮.哈尔滨工业大学 2015
[4]永磁同步电机直接转矩控制技术研究[D]. 樊明迪.西北工业大学 2014
[5]基于滑模变结构方法的永磁同步电机控制问题研究及应用[D]. 齐亮.华东理工大学 2013
[6]永磁同步电机直接转矩控制系统若干关键问题研究[D]. 杨建飞.南京航空航天大学 2011
[7]全局滑模控制Buck变换器研究[D]. 倪雨.西南交通大学 2010
[8]多采样率模糊控制理论及其在直接转矩控制中的应用研究[D]. 蒋林.西南交通大学 2009
[9]无刷直流电动机直接转矩控制的一体化研究[D]. 高瑾.南京航空航天大学 2007
[10]无速度传感器矢量控制系统的若干问题研究[D]. 朝泽云.华中科技大学 2007
硕士论文
[1]车用永磁同步电机动态鲁棒控制研究[D]. 王泽林.昆明理工大学 2018
[2]永磁同步电机最优占空比模型预测转矩控制[D]. 周钦.西安理工大学 2017
[3]我国新能源汽车产业政策研究[D]. 汪蕾.合肥工业大学 2017
[4]基于双滑模结构永磁同步电机矢量控制策略研究[D]. 吉宁安.南京理工大学 2017
[5]开关磁阻电动机的直接瞬时转矩控制系统研究[D]. 赵超.杭州电子科技大学 2016
[6]电励磁双凸极电机不对称电流控制策略的研究[D]. 于晓飞.南京航空航天大学 2016
[7]电动叉车电动助力转向用永磁无刷直流电机的设计研究[D]. 贾中楠.浙江工业大学 2015
[8]永磁同步电机直接转矩控制仿真研究[D]. 孙楠.西安科技大学 2014
[9]基于转矩观测器的PMSM滑模变结构矢量控制系统[D]. 陈秀娟.湖南大学 2015
[10]高功率因数三相可控整流器的研究与仿真[D]. 朱贝尔.武汉理工大学 2014
本文编号：3714286
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景与意义
1.2 车用永磁同步电机驱动系统及其发展现状
1.2.1 永磁同步电机的发展现状
1.2.2 车用永磁同步电机驱动系统概况
1.3 PMSM驱动控制技术
1.3.1 PMSM驱动基本控制技术
1.3.2 电压空间矢量调制与现代控制理论结合
1.4 PMSM系统效率优化策略国内外研究现状
1.5 本文主要研究内容和框架
第二章 PMSM数学模型及其滑模DTC控制
2.1 PMSM数学模型与DTC的基本理论
2.1.1 PMSM的数学模型
2.1.2 PMSM的坐标变换及旋转坐标系下数学模型
2.1.3 DTC的基本理论
2.2 SVPWM基本原理与实现过程
2.3 滑模DTC控制器的设计
2.3.1 滑模控制的基本思想
2.3.2 控制系统滑模面函数的设计
2.3.3 滑模控制的基本条件
2.3.4 滑模变结构控制的趋近律设计
2.3.5 基于滑模DTC控制器设计
2.4 滑模DTC控制下的PMSM驱动系统
2.4.1 滑模DTC控制下的PMSM系统控制流程
2.4.2 滑模变DTC控制下的PMSM仿真分析
2.5 本章小结
第三章 基于搜索法的PMSM效率优化控制策略
3.1 黄金分割搜索算法
3.2 基于搜索法的PMSM效率优化控制流程
3.2.1 基于搜索法的PMSM效率优化的最优磁链选择
3.2.2 基于搜索法的PMSM效率优化控制策略仿真研究
3.3 本章小结
第四章 基于模型搜索算法的PMSM效率优化控制策略
4.1 考虑损耗的PMSM系统数学模型
4.2 基于模型搜索算法的PMSM最优磁链搜索控制器设计
4.3 基于模型搜索算法的PMSM仿真分析
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 全文工作总结
5.2 研究展望
致谢
参考文献
附录 :攻读硕士学位期间参与项目及发表论文
附录 A 参与项目
附录 B 发表论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国新能源汽车行业发展水平分析及展望[J]. 唐葆君,王翔宇,王彬,吴郧,邹颖,许黄琛,马也. 北京理工大学学报(社会科学版). 2019(02)
[2]处于发展阶段的汽车产业 记2018中国汽车产业区域经济峰会暨中国新能源汽车产业发展战略研讨会[J]. 陈琦. 汽车与配件. 2018(33)
[3]永磁同步电主轴定子齿形状对转矩脉动的影响分析[J]. 于慎波,鲍萌. 重型机械. 2016(03)
[4]基于效率及温升的轴向磁通永磁电机优化设计[J]. 陈晨,王又珑. 中国电机工程学报. 2016(06)
[5]基于Matlab/simulink异步电机滑模控制系统仿真[J]. 曹靖,童朝南,胡敦利,李红涛. 北方工业大学学报. 2015(01)
[6]PMSM伺服系统速度环PI控制器参数自整定及优化[J]. 肖启明,杨明,刘可述,贾下跖,秦洁. 电机与控制学报. 2014(02)
[7]电动汽车永磁同步电机最优制动能量回馈控制[J]. 卢东斌,欧阳明高,谷靖,李建秋. 中国电机工程学报. 2013(03)
[8]基于模糊矢量及弱磁扩速机理的电动汽车控制研究[J]. 程博,叶敏,李雪,曹秉刚. 中国机械工程. 2012(15)
[9]车用内置式永磁同步电机线性化损耗最小控制[J]. 林立,唐宏伟,邱雄迩,王跃球. 电气传动. 2012(01)
[10]基于滑模变结构永磁同步电机的直接转矩控制[J]. 崔皆凡,王贺敏,王成元,万峻竹,木刚. 沈阳工业大学学报. 2008(02)
博士论文
[1]永磁同步电机滑模观测与控制方法研究[D]. 邱忠才.西南交通大学 2016
[2]电动客车永磁同步电机设计与参数研究[D]. 符荣.西北工业大学 2015
[3]电动汽车驱动用模块化级联电机系统的研究[D]. 韩守亮.哈尔滨工业大学 2015
[4]永磁同步电机直接转矩控制技术研究[D]. 樊明迪.西北工业大学 2014
[5]基于滑模变结构方法的永磁同步电机控制问题研究及应用[D]. 齐亮.华东理工大学 2013
[6]永磁同步电机直接转矩控制系统若干关键问题研究[D]. 杨建飞.南京航空航天大学 2011
[7]全局滑模控制Buck变换器研究[D]. 倪雨.西南交通大学 2010
[8]多采样率模糊控制理论及其在直接转矩控制中的应用研究[D]. 蒋林.西南交通大学 2009
[9]无刷直流电动机直接转矩控制的一体化研究[D]. 高瑾.南京航空航天大学 2007
[10]无速度传感器矢量控制系统的若干问题研究[D]. 朝泽云.华中科技大学 2007
硕士论文
[1]车用永磁同步电机动态鲁棒控制研究[D]. 王泽林.昆明理工大学 2018
[2]永磁同步电机最优占空比模型预测转矩控制[D]. 周钦.西安理工大学 2017
[3]我国新能源汽车产业政策研究[D]. 汪蕾.合肥工业大学 2017
[4]基于双滑模结构永磁同步电机矢量控制策略研究[D]. 吉宁安.南京理工大学 2017
[5]开关磁阻电动机的直接瞬时转矩控制系统研究[D]. 赵超.杭州电子科技大学 2016
[6]电励磁双凸极电机不对称电流控制策略的研究[D]. 于晓飞.南京航空航天大学 2016
[7]电动叉车电动助力转向用永磁无刷直流电机的设计研究[D]. 贾中楠.浙江工业大学 2015
[8]永磁同步电机直接转矩控制仿真研究[D]. 孙楠.西安科技大学 2014
[9]基于转矩观测器的PMSM滑模变结构矢量控制系统[D]. 陈秀娟.湖南大学 2015
[10]高功率因数三相可控整流器的研究与仿真[D]. 朱贝尔.武汉理工大学 2014
本文编号：3714286
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3714286.html
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