商用车驱动电机控制系统设计及控制特性研究
发布时间：2023-06-03 22:05
在环境保护和能源短缺的压力下,如何让汽车排放更低、更节能已成为需要深入研究的重点课题,而开发新能源汽车则是重中之重,纯电动汽车作为其类型之一,近年来在我国发展迅速。驱动电机作为纯电动汽车的“心脏”,需要一套控制策略编排合理的控制系统对其进行多工况精确控制。以纯电动微型封闭货车为搭载车型,本文结合工程实践深入开展了驱动电机控制系统的设计及对其控制特性的研究。该车型为N1类商用车,驱动电机类型为内置式永磁同步电机。首先,为满足该车行驶需求,完成了控制特性研究,包括分析电机类型及结构,建立电机数学模型及坐标变换,选定矢量控制策略,制定矢量控制实现方案,并研究矢量控制各环节的实现方法,各环节分别为双闭环PI控制、最大转矩电流比控制、弱磁控制和空间矢量脉宽调制技术等。然后,基于以上研究,在MATLAB/Simulink中搭建了控制系统仿真模型,完成了控制系统仿真,并在Car Sim中搭建了纯电动微型封闭货车整车和道路仿真模型,参考相关国家标准完成了基于道路条件的控制系统整车Simulink与Car Sim联合仿真,控制系统仿真与联合仿真得到的仿真曲线初步验证了矢量控制实现方...
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外驱动电机控制系统研究现状
1.2.2 国内驱动电机控制系统研究现状
1.2.3 PMSM控制技术应用
1.2.4 国外IPMSM控制策略研究现状
1.2.5 国内IPMSM控制策略研究现状
1.3 本文的研究对象和技术路线及章节安排
1.3.1 研究对象
1.3.2 技术路线
1.3.3 章节安排
2 驱动电机控制系统的矢量控制特性研究与实现
2.1 永磁同步电机类型及结构分析
2.2 建立永磁同步电机数学模型与坐标变换
2.2.1 定子三相静止坐标系下的数学模型
2.2.2 Clarke变换及反变换
2.2.3 Park变换及反变换
2.2.4 转子两相旋转正交坐标系下的数学模型
2.3 选定永磁同步电机矢量控制策略
2.3.1 id=0控制
2.3.2 最大转矩电流比(MTPA)控制
2.3.3 弱磁控制
2.4 矢量控制实现方案制定
2.5 矢量控制各环节的实现
2.5.1 双闭环PI控制的实现及参数整定
2.5.2 MTPA控制的实现
2.5.3 弱磁控制的实现
2.5.4 空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术的实现
2.6 本章小结
3 控制系统仿真与基于道路条件的控制系统整车联合仿真
3.1 Simulink与 Car Sim联合仿真技术应用
3.2 搭建控制系统仿真模型
3.2.1 控制系统整体仿真模型
3.2.2 坐标变换模块
3.2.3 转速环PI控制模块
3.2.4 电流环PI控制模块
3.2.5 MTPA控制模块
3.2.6 弱磁控制模块
3.2.7 SVPWM及逆变器模块
3.3 MATLAB/Simulink中控制系统仿真结果与分析
3.3.1 电机带载起动和负载转矩变化工况
3.3.2 电机运转时负载转矩急剧变化工况
3.3.3 电机连续加减速工况
3.4 搭建整车和道路仿真模型
3.5 控制系统整车联合仿真结果和分析
3.5.1 最高车速和加速性能试验
3.5.2 爬坡车速试验
3.6 本章小结
4 驱动电机控制系统的软硬件设计与台架试验
4.1 控制系统硬件设计
4.1.1 主芯片选型和控制系统整体硬件架构布置
4.1.2 TC1782最小系统电路设计
4.1.3 CAN通讯电路设计
4.1.4 旋转变压器解码电路设计
4.1.5 相电流与直流母线电流测量电路设计
4.1.6 直流母线电压测量电路设计
4.1.7 功率电路设计
4.2 控制系统软件设计
4.2.1 软件开发过程
4.2.2 应用层软件设计
4.2.3 底层软件设计
4.3 控制系统台架试验
4.3.1 台架测试平台构成
4.3.2 试验结果与分析
4.4 本章小结
5 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
个人简介
导师简介
获得成果目录
致谢
本文编号：3830128
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外驱动电机控制系统研究现状
1.2.2 国内驱动电机控制系统研究现状
1.2.3 PMSM控制技术应用
1.2.4 国外IPMSM控制策略研究现状
1.2.5 国内IPMSM控制策略研究现状
1.3 本文的研究对象和技术路线及章节安排
1.3.1 研究对象
1.3.2 技术路线
1.3.3 章节安排
2 驱动电机控制系统的矢量控制特性研究与实现
2.1 永磁同步电机类型及结构分析
2.2 建立永磁同步电机数学模型与坐标变换
2.2.1 定子三相静止坐标系下的数学模型
2.2.2 Clarke变换及反变换
2.2.3 Park变换及反变换
2.2.4 转子两相旋转正交坐标系下的数学模型
2.3 选定永磁同步电机矢量控制策略
2.3.1 id=0控制
2.3.2 最大转矩电流比(MTPA)控制
2.3.3 弱磁控制
2.4 矢量控制实现方案制定
2.5 矢量控制各环节的实现
2.5.1 双闭环PI控制的实现及参数整定
2.5.2 MTPA控制的实现
2.5.3 弱磁控制的实现
2.5.4 空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术的实现
2.6 本章小结
3 控制系统仿真与基于道路条件的控制系统整车联合仿真
3.1 Simulink与 Car Sim联合仿真技术应用
3.2 搭建控制系统仿真模型
3.2.1 控制系统整体仿真模型
3.2.2 坐标变换模块
3.2.3 转速环PI控制模块
3.2.4 电流环PI控制模块
3.2.5 MTPA控制模块
3.2.6 弱磁控制模块
3.2.7 SVPWM及逆变器模块
3.3 MATLAB/Simulink中控制系统仿真结果与分析
3.3.1 电机带载起动和负载转矩变化工况
3.3.2 电机运转时负载转矩急剧变化工况
3.3.3 电机连续加减速工况
3.4 搭建整车和道路仿真模型
3.5 控制系统整车联合仿真结果和分析
3.5.1 最高车速和加速性能试验
3.5.2 爬坡车速试验
3.6 本章小结
4 驱动电机控制系统的软硬件设计与台架试验
4.1 控制系统硬件设计
4.1.1 主芯片选型和控制系统整体硬件架构布置
4.1.2 TC1782最小系统电路设计
4.1.3 CAN通讯电路设计
4.1.4 旋转变压器解码电路设计
4.1.5 相电流与直流母线电流测量电路设计
4.1.6 直流母线电压测量电路设计
4.1.7 功率电路设计
4.2 控制系统软件设计
4.2.1 软件开发过程
4.2.2 应用层软件设计
4.2.3 底层软件设计
4.3 控制系统台架试验
4.3.1 台架测试平台构成
4.3.2 试验结果与分析
4.4 本章小结
5 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
个人简介
导师简介
获得成果目录
致谢
本文编号：3830128
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3830128.html
最近更新
教材专著
