永磁同步發(fā)電機(jī)及在混合動(dòng)力汽車(chē)中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著全球范圍內(nèi)的能源危機(jī)和環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，汽車(chē)的節(jié)能和環(huán)保性能得到越來(lái)越多的重視。融合傳統(tǒng)燃油汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)優(yōu)點(diǎn)的混合動(dòng)力汽車(chē)（HEV），能源利用率較高、能源多樣性和環(huán)保，成為解決節(jié)能與環(huán)保問(wèn)題的切實(shí)可行途徑。輔助功率單元(APU)是混合動(dòng)力汽車(chē)節(jié)能減排的關(guān)鍵部件，而永磁同步發(fā)電機(jī)(PMSG)又是其核心組件，如何對(duì)PMSG進(jìn)行有效控制是混合動(dòng)力汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)。
　　 本文介紹了混合動(dòng)力汽車(chē)的背景和分類(lèi)，以及對(duì)永磁同步發(fā)電機(jī)和

2、串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)（SHEV）中輔助功率單元進(jìn)行研究的意義及現(xiàn)狀，并介紹了幾種非線性系統(tǒng)控制理論。
　　 分析了永磁同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理，建立數(shù)學(xué)模型。針對(duì)永磁同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和輸出功率的跟蹤問(wèn)題，考慮到電機(jī)固有的非線性和實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中系統(tǒng)參數(shù)變化、負(fù)載干擾帶來(lái)的不確定性等特點(diǎn)，以永磁同步發(fā)電機(jī)的d-q軸電壓和發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩為控制輸入，以發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和d-q軸輸出電流為狀態(tài)變量，通過(guò)構(gòu)造Lyapunov函數(shù)，并結(jié)合魯棒Ba

3、ckstepping設(shè)計(jì)方法、解耦控制及L2增益干擾抑制策略，設(shè)計(jì)永磁同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的狀態(tài)反饋魯棒鎮(zhèn)定控制器。理論分析表明，在系統(tǒng)參數(shù)攝動(dòng)及存在外部干擾的情況下，所設(shè)計(jì)的閉環(huán)控制器仍能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性;仿真研究結(jié)果也表明，所設(shè)計(jì)的控制器能保證系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程中對(duì)控制目標(biāo)的快速跟蹤性和較好的抗干擾性。
　　 分析了基于永磁同步發(fā)電機(jī)的SHEV輔助功率單元的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行模式;通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、永磁同步發(fā)電機(jī)和三相橋式不可控整流橋的數(shù)學(xué)模型分析

4、，建立了整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)描述。針對(duì)基于永磁同步發(fā)電機(jī)的SHEV輔助功率單元對(duì)蓄電池進(jìn)行多級(jí)恒流充電時(shí)，對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和蓄電池充電電流的跟蹤問(wèn)題，考慮到SHEV輔助功率單元固有的非線性和實(shí)際運(yùn)行時(shí)負(fù)載干擾對(duì)充電產(chǎn)生的影響，以發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量和永磁同步發(fā)電機(jī)的d-q軸電壓為控制輸入，以發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管壓力和發(fā)電機(jī)的d-q軸輸出電流為狀態(tài)變量，通過(guò)構(gòu)造合適的Lyapunov-Krasovskii泛函，并結(jié)合非線性Backstepping