基于直接轉(zhuǎn)矩控制的電動汽車永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)研究與設(shè)計.pdf

1、近幾年來電動汽車開始得到迅速發(fā)展，在政策、技術(shù)與環(huán)境等方面都得到了良好的發(fā)展機(jī)遇。作為電動汽車開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)之一的電機(jī)控制技術(shù)，永磁同步電機(jī)矢量控制在電動汽車開發(fā)中得到了廣泛運(yùn)用。然而在實際應(yīng)用中，由于轉(zhuǎn)子磁鏈難以準(zhǔn)確觀測，系統(tǒng)特性受電動機(jī)參數(shù)的影響較大，且在等效直流電動機(jī)控制過程中所用矢量旋轉(zhuǎn)變換較復(fù)雜，使得實際的控制效果難以達(dá)到理想分析的結(jié)果。而在動靜態(tài)特性、可靠性、結(jié)構(gòu)方面具有諸多優(yōu)勢的直接轉(zhuǎn)矩技術(shù)，由于發(fā)展較晚，未得到充分研究和運(yùn)

2、用。論文結(jié)合國內(nèi)外電動汽車與電驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，探討了開展電動汽車永磁同步電機(jī)控制直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)研究的背景和意義，分析了當(dāng)前電機(jī)控制及其相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展?fàn)顩r。
　　為正確理解和運(yùn)用直接轉(zhuǎn)矩控制基本原理，本研究基于永磁同步電機(jī)基本結(jié)構(gòu)推導(dǎo)了其數(shù)學(xué)模型，在該模型的基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析了永磁同步電機(jī)傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制策略。轉(zhuǎn)矩脈動是制約直接轉(zhuǎn)矩控制廣泛運(yùn)用的一大缺陷。為減少轉(zhuǎn)矩脈動，系統(tǒng)設(shè)計采用了基于SVPWM的永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)

3、矩控制技術(shù)，實現(xiàn)對目標(biāo)定子磁鏈?zhǔn)噶康臏?zhǔn)確調(diào)制和電磁轉(zhuǎn)矩平滑控制。論文結(jié)合對兩類直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)基本原理和數(shù)學(xué)模型的分析，構(gòu)建了相應(yīng)的控制結(jié)構(gòu)框架。
　　本研究從整車的角度明確了對控制器設(shè)計的需求，并在對永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制理論模型分析的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了電機(jī)控制器軟硬件平臺。硬件開發(fā)內(nèi)容主要包括有控制電路、驅(qū)動電路、信號采樣電路、通信接口電路以及檢測保護(hù)電路等的設(shè)計。為實現(xiàn)在硬件中的的調(diào)試和運(yùn)行，研究設(shè)計了永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制

4、軟件。系統(tǒng)通過軟件主程序?qū)崿F(xiàn)對DSP芯片外設(shè)的配置，并利用主算法的中斷處理模塊來實現(xiàn)直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理?？紤]到抗干擾能力和可靠性直接影響電機(jī)控制效果，為提高控制性能，本研究在硬件和軟件設(shè)計中均采取了相應(yīng)的抗干擾措施。
　　對永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)進(jìn)行驗證，并對兩種控制技術(shù)進(jìn)行對比,可以有效提高軟硬件在功能和性能上的有效性，縮短開發(fā)周期并節(jié)省成本。本研究在永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型和直接轉(zhuǎn)矩控制基本理論分析的基礎(chǔ)上，利用仿真軟件