电动汽车的永磁无刷电机控制技术研究

发布时间：2017-08-26 06:41

  本文关键词：电动汽车的永磁无刷电机控制技术研究

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【摘要】：电动汽车的应用有助于解决人类目前面临的环境、交通和能源等方面的问题。永磁无刷电机作为电动汽车动力系统广泛使用的执行装置,其控制和驱动技术是目前电动汽车领域的研究热点。本文通过参考相关文献和报道,整理并阐述了电动汽车的发展趋势和永磁无刷电机在电动汽车领域的应用。永磁无刷电机因电流驱动模式的不同分为：直流无刷电机和永磁同步电机。本文从控制策略、驱动调制、转子位置检测等方面,分别研究并验证了两种电机相关控制技术。具体而言,本文的主要工作如下：(1)为直流无刷电机建模；研究学习换相原理、PWM驱动和双环控制策略；分析含位置传感器时换相信号不准确导致电机电流波形畸变问题的原因,定性给出判别方法,并提出初步的补偿方案；分析并总结了无位置传感器情况下反电动势过零点检测法的三种实用电路。(2)为永磁同步电机建模；研究了无位置传感器的永磁同步电机在全速度范围内运行的相关控制策略；对相关技术进行了仿真研究。具体而言：研究了两种转子初始定位算法,即预定位算法和脉冲注入法；研究了电机开环起动方案,即I-F起动算法,采用电流闭环确保稳定起动；研究了中高速区电机转速观测,包含反电动势积分法、滑模观测器法、模型参考自适应法和基于电机电气方程和运动方程的电流闭环观测器法。(3)设计并调试永磁无刷电机控制平台；三相半桥电路为主控制拓扑,TI公司TMS320F28035为主控芯片；对控制平台的硬件电路和参数设计进行详细的分析；软件部分,以模块化思维设计可靠的软件流程图,并在CCS调试环境下编写程序,系统具有可靠的检测、保护和控制功能。
【关键词】：电动汽车 永磁同步电机控制 直流无刷电机控制 转子位置检测
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72;TM351
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-17
• 第一章 绪论17-23
• 1.1 永磁无刷电机在电动汽车中的应用17-18
• 1.2 永磁无刷电机控制驱动技术概况18-21
• 1.2.1 永磁无刷电机的分类与对比18-19
• 1.2.2 直流无刷电机控制技术19-20
• 1.2.3 永磁同步电机控制技术20-21
• 1.3 本文研究的主要内容21-23
• 第二章 直流无刷电机的控制研究23-37
• 2.1 直流无刷电机基本工作原理23-29
• 2.1.1 直流无刷电机建模23-25
• 2.1.2 直流无刷电机的换相原理25-28
• 2.1.3 直流无刷电机的闭环控制策略28-29
• 2.2 有位置传感器的直流无刷电机换相误差分析及补偿研究29-31
• 2.3 无位置传感器的直流无刷电机三种位置检测电路31-34
• 2.4 直流无刷电机控制技术仿真34-37
• 2.4.1 直流无刷电机闭环控制策略的仿真34-35
• 2.4.2 直流无刷电机换相误差模拟与补偿的仿真35-37
• 第三章 无位置传感器的永磁同步电机控制研究37-70
• 3.1 永磁同步电机模型分析38-40
• 3.2 永磁同步电机的转子初始位置定位方案40-45
• 3.2.1 转子预定位法40-42
• 3.2.2 脉冲检测法42-45
• 3.3 永磁同步电机的I-F开环起动策略45-48
• 3.4 永磁同步电机的转子位置观测法48-57
• 3.4.1 三种现有的转子位置观测算法的研究49-54
• 3.4.2 闭环电流观测器法54-57
• 3.5 无位置传感器永磁同步电机控制仿真57-70
• 3.5.1 预定位法仿真57-59
• 3.5.2 脉冲检测法仿真59-60
• 3.5.3 转子位置观测器仿真对比60-68
• 3.5.4 I-F起动、电机稳定运行以及二者切换过程的仿真68-70
• 第四章 永磁无刷电机控制平台及实验70-92
• 4.1 永磁无刷电机控制系统硬件设计70-80
• 4.1.1 系统主功率电路70-71
• 4.1.2 系统控制电路71-80
• 4.2 永磁无刷电机控制系统软件设计80-87
• 4.2.1 系统主函数80-82
• 4.2.2 系统主中断82
• 4.2.3 系统功能程序流程82-87
• 4.3 永磁无刷电机控制系统实验结果分析87-92
• 4.3.1 直流无刷电机实验分析87-90
• 4.3.2 永磁同步电机实验分析90-92
• 第五章 总结与展望92-94
• 参考文献94-97
• 附录 197-98
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况98

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王庆龙;张兴;张崇巍;;永磁同步电机矢量控制双滑模模型参考自适应系统转速辨识[J];中国电机工程学报;2014年06期

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3 马超英;;新能源汽车产业“十二五”发展规划思路和政策建议[J];中国工程咨询;2012年02期

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5 万文斌;陈鹏程;苏振东;;基于MARS的永磁同步电机无速度传感器滑模控制研究[J];电气自动化;2011年02期

6 薛晓明;杨，

本文编号：740296