电动汽车用开关磁阻电机再生制动控制策略研究

发布时间：2024-09-20 20:57

　　环境污染和能源短缺问题加速了汽车工业的变革,电动汽车因其无污染、能源利用率高等优点成为了汽车行业并驱争先的研究重点。区别于传统汽车,电动汽车能够进行制动能量回收,将能有效提高续航里程,因而电动汽车再生制动技术成为了研究热点。而电机作为电动汽车再生制动的核心部件,如何选择合适的电机是其中最重要的环节。开关磁阻发电机以其特有的优势,被认为是电动汽车能量回收的最佳选择之一。因此,本文针对8/6极开关磁阻发电机,在其静态电磁场分析、动态建模、多指标优化以及在整车再生制动系统仿真分析四个方面展开了研究。首先,利用Maxwell软件建立了开关磁阻发电机有限元模型,并对其电磁场特性进行了分析;采用间接法设计了开关磁阻发电机静态电磁场测试试验方案,利用数值分析方法得到了磁链和转矩数值,验证了通过有限元分析法获取电磁特性的准确性。其次,在MATLAB/Simulink环境下建立了开关磁阻发电机驱动系统非线性动态模型,基于开关磁阻发电机相电流波形的分析,建立了低速电流滞环和高速单脉冲两种控制模型。为了提高电动汽车的乘坐舒适性、续航里程和电池寿命,提出了转矩平顺系数、输出功率和电流平滑系数三个优化指标;通过离...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 电动汽车再生制动技术的研究现状
        1.2.2 开关磁阻发电机的研究现状
    1.3 本文所研究的内容
2 开关磁阻发电机基本理论及静态电磁场分析
    2.1 开关磁阻发电机的基本理论
        2.1.1 开关磁阻发电机的工作原理
        2.1.2 开关磁阻发电机的数学模型
    2.2 开关磁阻发电机静态磁场的有限元分析
        2.2.1 电机的结构参数
        2.2.2 电磁场有限元分析
    2.3 静态实验验证
        2.3.1 静态实验基本原理
        2.3.2 实测结果分析
    2.4 本章小结
3 电动汽车用开关磁阻发电机驱动系统仿真模型
    3.1 开关磁阻发电机系统非线性动态模型
        3.1.1 本体模型
        3.1.2 功率变换器模型
        3.1.3 角度位置检测模型
    3.2 开关磁阻发电机驱动系统控制模型
    3.3 本章小结
4 电动汽车用开关磁阻发电机驱动系统多目标优化
    4.1 开关磁阻发电机优化指标
    4.2 低速运转时控制参数的影响
        4.2.1 参考电流的影响
        4.2.2 开通角的影响
        4.2.3 关断角的影响
    4.3 高速运转时控制参数的影响
        4.3.1 开通角的影响
        4.3.2 关断角的影响
    4.4 多指标优化控制器设计
        4.4.1 多指标优化控制参数
        4.4.2 切换系统
        4.4.3 优化控制器
    4.5 不同控制策略的对比与分析
        4.5.1 低速阶段动态特性的分析
        4.5.2 高速阶段动态特性的分析
    4.6 本章小结
5 开关磁阻发电机在电动汽车再生制动系统的仿真分析
    5.1 引言
    5.2 汽车动力学模型
    5.3 制动力分配控制策略
        5.3.1 制动时受力分析
        5.3.2 理想制动力分配策略
        5.3.3 ECE制动法规约束的最大前轮制动力分配策略
        5.3.4 基于制动强度大小分区的制动力分配方案
    5.4 再生制动力的限制及分配策略
        5.4.1 再生制动限制条件
        5.4.2 再生制动力分配控制策略
    5.5 电动汽车再生制动系统
        5.5.1 电动汽车再生制动系统模型
        5.5.2 常规制动工况的仿真与分析
    5.6 本章小结
6 结论与展望
7 参考文献
8 攻读硕士学位期间发表论文情况
9 致谢



本文编号：4006031