用于电动汽车的永磁同步电机驱动控制系统设计与实现

发布时间：2017-06-13 10:09

  本文关键词：用于电动汽车的永磁同步电机驱动控制系统设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：当今世界,国际油价跌宕起伏,能源问题和环境污染问题日益突出,电动汽车成为未来汽车发展的主要方向。作为电动汽车关键技术之一的电机驱动控制技术,其水平高低直接影响着电动汽车的整体性能。研究适用于电动汽车的车用驱动电机及驱动控制技术,己成为电动汽车研究的热点内容[1]。 永磁同步电机因其高效率、高能量密度和高力矩惯量比广泛运用于工业控制和汽车行业。本文根据电动汽车工作原理和特点,设计并开发了以DSP TMS320F2812为控制核心的电动汽车永磁同步电机驱动与控制系统。 根据电动汽车驱动和控制要求,在对汽车运动过程和特点分析的基础上,进行系统总体设计,采用高性能嵌入式数字信号处理器作为控制系统核心,以高性能IPM部件作为功率驱动模块,结合空间矢量控制技术,实现了电动汽车的驱动控制系统。 硬件系统采用模块化设计,主要包括控制模块、电源模块、通讯模块、信号调理模块等等,分别实现对系统进行控制、给系统供电,实现控制器与外设的通讯、对信号调理等功能。对永磁同步电机采用调速性能优良的空间矢量脉宽调试方法,完成了用于电动汽车控制系统的软件设计,为了方便调试及监控电机的运行,用LABVIEW设计了监控软件。 最后对系统的各个功能模块和整套系统进行调试,来验证系统的性能。
【关键词】：电动汽车 永磁同步电机 TMS320F2812 驱动与控制 LABVIEW
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U469.72;TM341
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-13
• 1.1 课题的研究背景及意义7
• 1.2 国内外发展现状7-11
• 1.2.1 国外发展现状8-10
• 1.2.2 国内发展现状10-11
• 1.3 永磁同步电机控制策略11-12
• 1.4 本文的主要工作内容与章节安排12-13
• 2 系统总体设计13-25
• 2.1 电动汽车系统整体结构简介13-14
• 2.2 电动汽车电机运行特性分析14-15
• 2.3 电动汽车电机驱动控制系统方案设计15-17
• 2.4 核心器件的参数计算与选型17-25
• 2.4.1 主控芯片17-18
• 2.4.2 永磁同步电机18-20
• 2.4.3 电机编码器20-21
• 2.4.4 驱动模块21-22
• 2.4.5 母线电容22-23
• 2.4.6 电流传感器23-24
• 2.4.7 CAN通讯模块24-25
• 3 系统硬件设计25-42
• 3.1 弱电控制板25-37
• 3.1.1 核心控制模块26-28
• 3.1.2 电源管理电路28-31
• 3.1.3 调理电路31-34
• 3.1.4 缓冲驱动电路34
• 3.1.5 通讯电路34-35
• 3.1.6 IPM故障处理电路35-36
• 3.1.7 电子油门与刹车信号处理电路36-37
• 3.2 强电板37-40
• 3.2.1 主回路38-39
• 3.2.2 弱电信号接口电路39
• 3.2.3 开关电源39-40
• 3.2.4 保护系统40
• 3.3 霍尔传感器电路板40-42
• 4 控制算法及软件设计42-63
• 4.1 空间矢量脉宽调制简介42-45
• 4.1.1 坐标变换与永磁同步电机建模42-45
• 4.2 空间矢量脉宽调制的实现45-50
• 4.2.1 模糊PID控制47-50
• 4.3 系统程序设计50-56
• 4.3.1 主程序50-51
• 4.3.2 功能子程序51-56
• 4.4 上位机程序设计56-63
• 4.4.1 LABVIEW软件介绍57
• 4.4.2 通讯模块设计57-63
• 5 系统调试63-72
• 5.1 永磁同步电机控制系统调试63-68
• 5.1.1 电源系统调试63
• 5.1.2 核心控制系统调试63-64
• 5.1.3 CAN通讯功能调试64-65
• 5.1.4 霍尔传感器调试65-66
• 5.1.5 ADC调试66-67
• 5.1.6 旋转变压器调试67-68
• 5.2 电动汽车实验台架系统调速68-72
• 总结与展望72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-77
• 附录77-78

【参考文献】

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本文编号：446299