純電動汽車PMSM控制系統(tǒng)的研究

【摘要】：在能源危機和環(huán)境惡化的雙重壓迫下，汽車工業(yè)的發(fā)展正面臨著越來越嚴(yán)峻的考驗。發(fā)展電動汽車是解決能源和環(huán)境問題的重要途徑。作為純電動汽車動力系統(tǒng)的核心部件，電機及電機控制系統(tǒng)性能的好壞直接決定整車性能。 本文選用永磁同步電機(PMSM)作為純電動汽車驅(qū)動電機，采用DSP芯片TMS320LF2407A作為高性能控制算法的核心芯片，基于電壓空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)技術(shù)和class=0矢量控制策略，研究了永磁同步電機雙閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)： 首先，結(jié)合PMSM自身的特點，借助PMSM在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系(d,q)中的數(shù)學(xué)模型，通過Clark、Park以及Park逆等坐標(biāo)變換，對電機的模型進(jìn)行了解耦。在PMSM矢量控制原理的基礎(chǔ)上，介紹了PMSM的雙閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)。 其次，結(jié)合純電動汽車PMSM矢量控制策略，設(shè)計了控制系統(tǒng)的主要硬件電路。包括主回路電路、定子電流檢測電路、直流母線電壓檢測電路、電機轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子位置檢測電路、過流保護(hù)電路、繼電器輸出電路以及CAN總線通訊電路。 再次，介紹了空間矢量的概念，詳細(xì)闡述SVPWM的技術(shù)原理和控制算法實現(xiàn)。在Matlab/Simulink環(huán)境下，搭建了基于SVPWM技術(shù)和class=0矢量控制策略的PMSM雙閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)仿真模型。結(jié)果表明，采用矢量控制方法設(shè)計開發(fā)的PMSM系統(tǒng)，響應(yīng)速度快，動靜態(tài)性能好，改善了PMSM的調(diào)速性能。 最后，搭建了純電動汽車電機試驗臺，對所設(shè)計的電機控制系統(tǒng)進(jìn)行了臺架試驗。試驗結(jié)果表明，設(shè)計開發(fā)的PMSM控制系統(tǒng)可以滿足電動汽車使用要求。 【關(guān)鍵詞】：矢量控制 永磁同步電機 空間矢量脈寬調(diào)制 Matlab/Simulink
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U469.72;TM341
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題來源9
• 1.2 課題研究背景及意義9-10
• 1.3 永磁同步電機在汽車上的使用10-12
• 1.4 課題研究內(nèi)容和安排12-15
• 第2章 PMSM 矢量控制原理15-24
• 2.1 永磁同步電動機簡介15-16
• 2.2 PMSM 的數(shù)學(xué)模型16-20
• 2.2.1 三相靜止坐標(biāo)系下 PMSM 的數(shù)學(xué)模型16-17
• 2.2.2 兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下 PMSM 的數(shù)學(xué)模型17-20
• 2.3 PMSM 矢量控制基本原理20
• 2.4 PMSM 控制系統(tǒng)的設(shè)計20-23
• 2.5 小結(jié)23-24
• 第3章 PMSM 控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計24-33
• 3.1 純電動汽車 PMSM 控制器上電流程24
• 3.2 PMSM 控制系統(tǒng)硬件電路總體結(jié)構(gòu)24-25
• 3.3 主電路設(shè)計25
• 3.4 檢測電路設(shè)計25-31
• 3.4.1 TMS320LF2407A 最小系統(tǒng)26-28
• 3.4.2 定子電流檢測電路28-29
• 3.4.3 直流母線電壓檢測電路29
• 3.4.4 電機轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子位置檢測電路29-30
• 3.4.5 過流保護(hù)電路30-31
• 3.5 繼電器輸出電路31
• 3.6 CAN 總線通信電路31-32
• 3.7 小結(jié)32-33
• 第4章 基于 SVPWM 的矢量控制系統(tǒng)設(shè)計33-46
• 4.1 基本概念33-35
• 4.1.1 空間矢量的定義33-34
• 4.1.2 電壓矢量與磁鏈空間矢量的關(guān)系34
• 4.1.3 SVPWM 優(yōu)點34-35
• 4.2 SVPWM 基本原理35-37
• 4.3 SVPWM 法則推導(dǎo)37-41
• 4.4 SVPWM 控制算法41-45
• 4.4.1 合成矢量所處扇區(qū)判斷41-42
• 4.4.2 基本矢量作用時間計算與三相 PWM 波形的合成42-45
• 4.5 小結(jié)45-46
• 第5章 PMSM 矢量控制系統(tǒng)的建模與仿真46-55
• 5.1 坐標(biāo)系變換仿真模塊47-48
• 5.2 SVPWM 模塊48-51
• 5.2.1 扇區(qū)號計算模型48-49
• 5.2.2 定義 X、Y、Z 的計算模型49-50
• 5.2.3 相鄰空間矢量作用時間計算模型50
• 5.2.4 不同扇區(qū)基本電壓矢量切換時刻計算仿真模型50-51
• 5.2.5 生成 PWM 觸發(fā)信號模型51
• 5.3 仿真結(jié)果分析51-54
• 5.4 小結(jié)54-55
• 第6章 PMSM 控制系統(tǒng)性能測試55-64
• 6.1 電動汽車電機試驗臺的搭建55-57
• 6.2 節(jié)點通信報文制定57-60
• 6.3 測試結(jié)果分析60-63
• 6.4 小結(jié)63-64
• 第7章 總結(jié)與展望64-66
• 7.1 總結(jié)64-65
• 7.2 展望65-66
• 致謝66-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果70

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

基于SVPWM的PMSM矢量控制系統(tǒng)的建模與仿真    王桂榮;李太峰;

基于Simulink的永磁同步電機控制系統(tǒng)仿真研究    侯利民;王巍;李洪珠;

基于SVPWM永磁同步電機磁場定向控制算法的仿真    劉寧;那日沙;王旭東;

基于DSP的PMSM控制器設(shè)計及相關(guān)問題分析    宋雪雷;王永興;

永磁材料和永磁電機    閔琳;權(quán)利;莫會成;

基于TMS320LF2407A的SVPWM變頻系統(tǒng)的研究及實現(xiàn)    盧英;陳登峰;趙亮;丁學(xué)文;

永磁同步電機無位置傳感器控制系統(tǒng)研究    齊亮;白旭;侍洪波;

電驅(qū)工程裝備中PMSM控制系統(tǒng)的建模仿真    丁喬;涂群章;嚴(yán)駿;陸影;鄭燁;張恒根;

基于Matlab/Simulink表面式永磁同步電機控制系統(tǒng)仿真研究    王巍;侯利民;李洪珠;

基于DSP的電動車用感應(yīng)電機矢量控制研究    劉娟;胡澤;莊培;

基于ADVISOR的電動汽車性能仿真研究    劉靈芝;

輪式電動車輛測試系統(tǒng)平臺研究    丁建新;樊江濱;陳瀟;劉金婧;

電動車輛整體式驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計    秦建軍,蔚蕊,王躍進(jìn)

并聯(lián)混合動力汽車動力系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計及仿真    張林;杜子學(xué);文孝霞;欒彥龍;周均;

WG6120HD混合動力電動汽車蓄電池管理子系統(tǒng)的研究    楊慧萍;張亮;

ZS6900EV純電動城市公交客車    李曉光;

基于試驗的鉛酸電池充放電特性模型的建立    王宏亮,崔勝民

混合動力汽車的發(fā)展現(xiàn)狀及其關(guān)鍵技術(shù)    張衛(wèi)青;

低污染背景下電動汽車發(fā)展的支撐系統(tǒng)規(guī)劃探析    張曉樂;劉強;周有軍;

基于Simulink永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)仿真    銀英君;林榮文;

基于前驅(qū)動橋的電動汽車耦合振動研究    薛玉春;薛震;張義民;

電動汽車研究與發(fā)展現(xiàn)狀    何玉鑫;

電動汽車研究與發(fā)展現(xiàn)狀    何玉鑫;

電動汽車動力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r    何海波;鄭燕萍;

節(jié)能減排 大力發(fā)展混合動力電動汽車    張冰戰(zhàn);趙韓;江昊;

汽車新型動力技術(shù)現(xiàn)狀及展望    張彥輝;

電腦織襪機伺服控制系統(tǒng)研究    劉長柱;

燃料電池在電動掃地車上的應(yīng)用    杜榮欣;吉鋒;趙志剛;

基于Advisor的純電動汽車驅(qū)動電機性能匹配    溫有東;陳德利;肖軍;

中國電動乘用車市場分析    張翔;楊建中;孫伯;王佳;張長虹;

面向產(chǎn)品工程化的混合動力客車設(shè)計方法研究    楊鈁

電動輪汽車制動集成控制策略與復(fù)合ABS控制研究    王吉

基于船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)研究    趙宏革

鎳氫動力電池正極極板制備工藝?yán)碚撗芯颗c裝備開發(fā)    馬廣君

電動汽車建模與仿真的研究    張翔

基于CVT的類菱形混合動力電動汽車系統(tǒng)研究與仿真    鐘勇

純電動試驗車及其相關(guān)技術(shù)研究    張衛(wèi)鋼

混合動力轎車高壓電及整車碰撞安全性研究    陸勇

混合動力客車集成一體化啟動—發(fā)電機技術(shù)（ISG）與監(jiān)控系統(tǒng)研究    龔依民

電動拖拉機驅(qū)動系統(tǒng)研究    高輝松

永磁同步電機矢量控制調(diào)速系統(tǒng)研究    周好

純電動車電池組管理系統(tǒng)的研究    莊益詩

BSG混合動力汽車同步電機磁場定向控制系統(tǒng)的研究    賈成禹

基于矢量控制的純電動汽車永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)研究    王迪

混合動力電動汽車再生制動控制策略研究    張宇

混合動力公交客車驅(qū)動系統(tǒng)仿真研究    倪定洲

基于ADVISOR的多能量源HEV仿真軟件二次開發(fā)及應(yīng)用研究    李寧

雙輪直驅(qū)電動汽車電子差速控制的研究    王哲

數(shù)控機床伺服系統(tǒng)永磁同步電動機噪聲與振動特性研究    余麗梅

電動汽車用動力電池電量估計算法研究及硬件實現(xiàn)    趙洪輝

純電動汽車用VRLA蓄電池的研發(fā)    方明學(xué);任安福;樊建軍;

EV/HEV二次鋰電池的熱模擬    郭麗,彭元亭,管琤

會計實證研究方法與規(guī)范研究方法的比較    楊宗昌 ,李永紅

電動汽車與電動汽車用電池    許香泉

基于SVPWM的永磁同步電機控制策略研究    趙輝;魯超;馮金釗;

基于Anti-Windup控制器的永磁同步電機控制系統(tǒng)設(shè)計    于艷君;柴鳳;高宏偉;程樹康;

雙饋電機在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系上的仿真模型    陳顯彪;呂樹清;李瑾;

基于DSP的空間電壓矢量法PWM的研究    王妍,杜軍紅,陶偉宜,陳永校

永磁同步電機矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制的研究    徐艷平;鐘彥儒;楊惠;

基于DSP的SVPWM調(diào)制技術(shù)的研究    李峰,趙棟利,夏超英

基于DSP的異步電動機SVPWM系統(tǒng)研究    王潞鋼

永磁同步電機控制策略研究及仿真    雷波

純電動汽車能耗經(jīng)濟性評價體系初步探討    王震坡,姚利民,孫逢春

純電動汽車嵌入式控制系統(tǒng)的開發(fā)實踐    李志強;鐘勇;

純電動汽車能耗經(jīng)濟性分析    楊磊;

純電動汽車能耗經(jīng)濟性研究    楊磊;

純電動汽車生命周期3E評價及微型化發(fā)展    劉宏;王賀武;羅茜;王瑛;歐陽明高;

時風(fēng)小型純電動汽車順利通過國家科技部“863”課題評審    房士閣;

國家電網(wǎng)公司純電動汽車研究取得重大進(jìn)展    

環(huán)保型(電池+電容)純電動汽車前景廣闊    

我國純電動汽車的發(fā)展方向及能源供給模式的探討    張文亮;武斌;李武峰;來小康;

中大青山純電動汽車突破續(xù)航500公里大關(guān)    路智軍;

細(xì)分市場純電動汽車研發(fā)與推廣    徐占林;

淺談純電動汽車技術(shù)    程勇;

純電動汽車研究與開發(fā)    李年根;

純電動汽車電氣性能測試系統(tǒng)設(shè)計與研究    劉保國;

純電動汽車泊車?yán)走_(dá)系統(tǒng)設(shè)計    胡杰強;王智晶;

淄博市低速純電動汽車發(fā)展的幾點思考    車勝新;

純電動汽車的控制策略與實現(xiàn)    馬洪濤;葉倩;

重慶公交發(fā)展純電動汽車的一次嘗試    廖濤;

純電動汽車泊車?yán)走_(dá)系統(tǒng)設(shè)計    胡杰強;王智晶;

純電動汽車電機控制器傳導(dǎo)性電磁干擾的抑制    陶銀鵬;余強;朱德祥;

應(yīng)著力發(fā)展純電動汽車    媒體評論員 陳健敏

共建純電動汽車示范基地及產(chǎn)業(yè)園    姜小莉

加速長沙純電動汽車產(chǎn)業(yè)化    長沙市政協(xié)副主席 謝明德

新疆首批純電動汽車投入使用    石懷平

山西榆次將建純電動汽車產(chǎn)業(yè)園    記者 楊麗英　張春亮

政策推進(jìn)難掩純電動汽車發(fā)展困境    本報記者 劉國棟

代表建議推動純電動汽車市場化    記者李雪梅

續(xù)航300公里純電動汽車兩年內(nèi)推出    本報記者 童曙泉

陸地方舟：中國純電動汽車領(lǐng)域真正的領(lǐng)跑者    張龍飛

純電動汽車或插電式混動 誰才是當(dāng)前購車首選？    本報記者 王禁

純電動汽車能量管理關(guān)鍵技術(shù)問題的研究    石慶升

純電動汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機理研究與設(shè)計    曾群

基于鋰離子動力電池的純電動汽車能量管理系統(tǒng)控制策略與優(yōu)化    董冰

純電動汽車充電系統(tǒng)穩(wěn)定性與諧波特性研究    李晶

兩檔雙離合器自動變速器的純電動汽車傳動系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制技術(shù)研究    顧強

純電動汽車電液復(fù)合再生制動研究    劉志強

純電動汽車中電驅(qū)系統(tǒng)設(shè)計及其控制策略研究    吳家龍

微型純電動汽車動力系統(tǒng)設(shè)計    岳崇會

純電動汽車突然失壓的應(yīng)急控制策略研究    樂登

純電動汽車動力系統(tǒng)匹配設(shè)計與仿真研究    楊文興

純電動汽車遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計及故障診斷方法研究    吳建榮

微型純電動汽車動力性能參數(shù)匹配及仿真研究    王方

純電動汽車整車能量建模與仿真分析    劉清虎

純電動汽車整車性能建模與仿真    姚海峰

純電動汽車電控系統(tǒng)研制    孫淼

北京純電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建研究    劉燕玲