適應純電動汽車運行的電機控制算法研究

【摘要】：新能源汽車是節(jié)能、環(huán)保的交通工具,而純電動汽車則被作為新能源汽車的重要戰(zhàn)略取向。電機是純電動汽車的主要動力部件對電動汽車有著重要的作用,而電機控制方法的研究更顯得尤為重要。純電動汽車的電機驅動系統(tǒng)要求具有轉矩控制精確、能量反饋效率高、需要克服車載惡劣環(huán)境等特性。本文通過分析電動汽車的不同運行工況,圍繞AD5435半實物仿真系統(tǒng)和Matlab軟件,對純電動汽車在不同工況下驅動電機的控制方法進行研究。首先,本文對純電動汽車作為未來汽車產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向進行了闡述,并對純電動汽車的國內(nèi)外現(xiàn)狀進行了說明,分析了永磁同步電機作為純電動汽車驅動電機的優(yōu)勢,對永磁同步電機的幾種控制方法進行了比較,論述了電機的矢量控制技術和策略。通過坐標變換,完成了永磁同步電機在坐標變換下的三種不同的數(shù)學模型,并根據(jù)數(shù)學模型,分析了矢量控制在電動汽車驅動系統(tǒng)中的應用,提出了空間矢量脈寬調制的方法來控制PWM波形的輸出,利用模糊PI控制算法對矢量控制方法進行優(yōu)化,并利用Matlab/Simulink環(huán)境構建了速度/電流雙閉環(huán)的矢量控制系統(tǒng)模型。其次,分析了不同工況下純電動汽車的運行狀態(tài),通過模型及受力分析,了解永磁同步電機在不同工況下的運行狀態(tài),利用矢量控制方法結合模糊PI控制算法,控制電機的輸出轉速和轉矩,并通過Matlab/Simulink構建模型并仿真得到在不同工況下電機的輸出轉速與轉矩之間的變化關系。再次,介紹了半實物仿真控制器AD5435的基本功能和模塊,通過Matlab/Simulink與AD5435之間的無縫連接,構建了Matlab/Simulink環(huán)境下的AD5435仿真模型。最后,利用Matlab/Simuink構建的矢量控制系統(tǒng)模型檢驗車輛在不同運行工況下電機的輸出轉矩和轉速的控制效果,并利用AD5435聯(lián)合仿真平臺,對模型仿真的結果進行了進一步驗證。 【關鍵詞】：純電動汽車 永磁同步電機 矢量控制 matlab/simulink AD5435
【學位授予單位】：廣西科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 符號說明7-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 課題背景及研究意義12-13
• 1.2 純電動汽車國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.2.1 國外純電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國內(nèi)純電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀14
• 1.3 純電動汽車驅動電機控制技術及研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 論文的主要研究內(nèi)容16-17
• 1.5 本章小結17-18
• 第二章 車輛行駛工況分析18-26
• 2.1 車輛起步過程力學分析18-20
• 2.2 車輛起步影響因素分析20-23
• 2.3 車輛在行駛過程中整車工況分析23-25
• 2.4 本章小結25-26
• 第三章 純電動汽車電機控制算法26-37
• 3.1 純電動汽車驅動系統(tǒng)結構26-27
• 3.2 永磁同步電機數(shù)學模型27-32
• 3.2.1 三相靜止坐標系中數(shù)學模型28-30
• 3.2.2 α-β軸兩相靜止坐標系中數(shù)學模型30-31
• 3.2.3 d-q軸同步旋轉坐標系中數(shù)學模型31-32
• 3.3 永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)32-36
• 3.3.1 空間適量脈寬調制33-35
• 3.3.2 模糊PI控制器35-36
• 3.4 本章小結36-37
• 第四章 AD5435半實物仿真控制器37-48
• 4.1 AD5435介紹37-41
• 4.2 AD5435功能模塊41-47
• 4.2.1 A/D板卡43-44
• 4.2.2 編碼器輸入板卡44-46
• 4.2.3 三相PWM電機控制板卡46-47
• 4.3 本章小結47-48
• 第五章 控制系統(tǒng)模型搭建48-61
• 5.1 基于MATLAB/Simulink的矢量控制系統(tǒng)建模48-57
• 5.1.1 SVPWM控制模型48-51
• 5.1.2 控制算法模型51-54
• 5.1.3 矢量控制系統(tǒng)模型54-57
• 5.2 車輛運行工況模型57-59
• 5.3 AD5435/Matlab/Simulink聯(lián)合仿真模型59-60
• 5.4 本章小結60-61
• 第六章 系統(tǒng)試驗仿真與驗證61-75
• 6.1 純電動汽車工況仿真實驗及結果分析61-72
• 6.1.1 第一種工況下的仿真實驗61-63
• 6.1.2 第二種工況下的仿真結果63-65
• 6.1.3 第三種工況下的仿真結果65-67
• 6.1.4 第四種工況下的仿真結果67-68
• 6.1.5 第五種工況下的仿真結果68-70
• 6.1.6 第六種工況下的仿真結果70-72
• 6.1.7 實驗結果分析72
• 6.2 AD5435半實物聯(lián)合仿真系統(tǒng)測試72-74
• 6.2.1 AD5435外圍電路72-73
• 6.2.2 AD5435聯(lián)合仿真73-74
• 6.3 本章小結74-75
• 第七章 結論與展望75-77
• 7.1 結論75-76
• 7.2 展望76-77
• 參考文獻77-79
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明79-80
• 致謝80

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