車用開關(guān)磁阻電機ISAD系統(tǒng)的先進控制方法研究.pdf

1、開關(guān)磁阻電機是上世紀70 年代興起的一種新型機電能量轉(zhuǎn)換裝置, 具有結(jié)構(gòu)簡單堅固成本低高容錯運行能力低速高轉(zhuǎn)矩能力高能量密度和高溫運行能力等突出優(yōu)點汽車ISAD Integrated Starter Alternator Damper 系統(tǒng)是一種起動助力發(fā)電阻尼多功能一體化的系統(tǒng)將開關(guān)磁阻電機應(yīng)用于混合動力汽車ISAD 系統(tǒng)已成為近年來國內(nèi)外汽車技術(shù)的研究熱點之一本文主要研究開關(guān)磁阻電機在汽車ISAD 系統(tǒng)中的應(yīng)用結(jié)合ISAD 系統(tǒng)的功

2、能與特點建立開關(guān)磁阻電機在電動與發(fā)電狀態(tài)下的數(shù)學(xué)模型分別提出了開關(guān)磁阻電機在起動助力發(fā)電阻尼四種工作模式下的最優(yōu)激勵參數(shù)判別標準并以此為基礎(chǔ)來構(gòu)造其控制策略借助MATLAB 及其SIMULINK 仿真工具箱通過仿真驗證了控制策略的有效性和合理性在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了二種開關(guān)磁阻電機起動/發(fā)電實驗平臺進行實驗驗證1.利用復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD 純硬件控制器實現(xiàn)開關(guān)磁阻電機起動/發(fā)電的實驗平臺方案完成了開關(guān)磁阻電機起動/發(fā)電系統(tǒng)純硬件控制器包

3、括Altera 公司MAX7000S 系列的CPLD 芯片EPM7128SLC84-15 內(nèi)部邏輯電路模擬測速電路外圍角度調(diào)節(jié)電路及信號檢測電路等和功率變換器的具體設(shè)計并利用一臺三相6/4 結(jié)構(gòu)的樣機進行了一系列的實驗包括電機堵轉(zhuǎn)實驗電動實驗開環(huán)發(fā)電和閉環(huán)發(fā)電等根據(jù)相關(guān)實驗數(shù)據(jù)及電流波形詳細討論了純硬件控制系統(tǒng)的運行特點驗證了以純硬件方式實現(xiàn)開關(guān)磁阻電機起動/發(fā)電控制系統(tǒng)的可行性和正確性研究結(jié)果表明本文提出的車用開關(guān)磁阻起動/助力/發(fā)電

4、機一體化方案在實踐上是可行的數(shù)字控制器和控制算法是正確有效的2. 基于DSP 芯片TMS320F240 和CPLD 芯片EPM7128S 為核心的DSPCPLD 數(shù)字控制器實現(xiàn)開關(guān)磁阻電機起動/發(fā)電的實驗平臺方案結(jié)合ISAD 系統(tǒng)的功能特點與要求討論了12/10 結(jié)構(gòu)的開關(guān)磁阻電機在電動助力發(fā)電工作模式下的控制策略完成了以DSP 為核心CPLD 為輔助的車用12/10 開關(guān)磁阻電機數(shù)字控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計對數(shù)字控制系統(tǒng)進行調(diào)試和優(yōu)化實現(xiàn)

5、了樣機系統(tǒng)的起動助力發(fā)電等一體化功能進行了一系列實驗給出了試驗數(shù)據(jù)和波形以及分析結(jié)論實驗結(jié)果證明了車用開關(guān)磁阻起動/助力/發(fā)電機一體化方案在實踐上的可行性以及控制系統(tǒng)和控制方法的正確性有效性本文圍繞ISAD 系統(tǒng)研究所進行的創(chuàng)新工作主要體現(xiàn)在以下幾個方面1 本論文在國內(nèi)首先開展了汽車用開關(guān)磁阻電機ISAD 系統(tǒng)的研究工作提出了開關(guān)磁阻電機在ISAD 系統(tǒng)的不同工作模式下的最優(yōu)激勵參數(shù)判別標準與及其控制策略2 本論文首次開展了對12/10