電動(dòng)汽車開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、電動(dòng)汽車作為智能電網(wǎng)的重要組成環(huán)節(jié)，也代表著未來汽車行業(yè)的研究方向，其電機(jī)控制技術(shù)作為電動(dòng)汽車的三大關(guān)鍵技術(shù)之一，越來越受到重視。電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制效果直接影響電動(dòng)汽車的行駛性能。開關(guān)磁阻電機(jī)因?yàn)榫哂械统杀?、高效率和高可靠性等?yōu)點(diǎn)，是一種極有潛力的電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。本文針對(duì)電動(dòng)汽車用開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，以提升電機(jī)調(diào)速性能和抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)作為主要控制目標(biāo)，在控制策略和軟硬件設(shè)計(jì)等方面作深入的研究和開發(fā)。
　　由于結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，開關(guān)磁阻電

2、機(jī)本身是一個(gè)高階、強(qiáng)耦合、非線性的多變量復(fù)雜系統(tǒng)，且有較強(qiáng)的輸出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的控制方法多為固定開通關(guān)斷角的典型線性控制，將電機(jī)簡(jiǎn)化為線性系統(tǒng)來設(shè)計(jì)控制器。這種設(shè)計(jì)方法忽略了開關(guān)磁阻電機(jī)的非線性特性、參數(shù)的不確定性以及負(fù)載轉(zhuǎn)矩的未知干擾，導(dǎo)致系統(tǒng)的魯棒性和穩(wěn)定性差。固定開通關(guān)斷角的控制方式也難以達(dá)到電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能需求。本文針對(duì)開關(guān)磁阻電機(jī)的非線性磁鏈解析模型設(shè)計(jì)了自適應(yīng)反步法非線性速度控制器，并提出了轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制

3、策略改善電機(jī)的效率和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)問題。
　　不同于線性簡(jiǎn)化模型，本文基于開關(guān)磁阻電機(jī)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的有限元分析磁鏈數(shù)據(jù)，利用Levenberg-Marquardt算法辨識(shí)建立了樣機(jī)的非線性磁鏈解析模型。以轉(zhuǎn)速跟蹤作為控制目標(biāo)，考慮未知負(fù)載轉(zhuǎn)矩的不確定干擾以及參數(shù)的不確定性，基于Lyapunov理論設(shè)計(jì)了自適應(yīng)反步法速度控制器及參數(shù)自適應(yīng)更新法則。并研究開通關(guān)斷角度對(duì)相電流波形、系統(tǒng)效率和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的影響，提出了一種基于角度自調(diào)節(jié)策略的轉(zhuǎn)矩優(yōu)化

4、控制器。在Matlab軟件中建立了開關(guān)磁阻電機(jī)整體驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)模型，就以上研究進(jìn)行了仿真論證。仿真表明，本文所設(shè)計(jì)的非線性速度控制律具有很好的調(diào)速性能，且轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩針對(duì)不確定干擾具有更強(qiáng)的魯棒性和穩(wěn)定性，轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制器能夠顯著提高電機(jī)效率并減小轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。
　　針對(duì)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)設(shè)計(jì)了開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的各軟硬件功能模塊，選用DSP TMS320F2812作為數(shù)字控制器，搭建了驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了提出的轉(zhuǎn)矩