混合動(dòng)力汽車永磁同步電機(jī)磁場(chǎng)定向控制系統(tǒng)研究

【摘要】： 混合動(dòng)力汽車與電動(dòng)汽車及傳統(tǒng)汽車相比,在動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)。它同時(shí)裝有汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩套系統(tǒng),與同檔次的汽車相比,混合動(dòng)力汽車的油耗相應(yīng)減少,排放可提高至少一個(gè)等級(jí),因此成為國(guó)內(nèi)外汽車發(fā)展的新熱點(diǎn)。永磁同步電機(jī)作為其中的動(dòng)力關(guān)鍵部分,起到了至關(guān)重要的作用,對(duì)其控制算法的研究具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。 本文首先概括了混合動(dòng)力汽車的優(yōu)點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì),介紹了國(guó)內(nèi)外混合動(dòng)力汽車的發(fā)展現(xiàn)狀。永磁同步電機(jī)因其高效、高功率密度以及良好的調(diào)速性能,在混合動(dòng)力汽車中得到廣泛的應(yīng)用,因此也成為本文所采用的電機(jī)。本文簡(jiǎn)單介紹了永磁同步電機(jī)及其控制策略的發(fā)展現(xiàn)狀,在對(duì)永磁同步電機(jī)理論分析的基礎(chǔ)上建立了電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。本文依據(jù)空間電壓矢量脈寬調(diào)制的原理,提出了基于空間電壓矢量脈寬調(diào)制技術(shù)的磁場(chǎng)定向控制系統(tǒng),并在Simulink環(huán)境下建立了永磁同步電機(jī)磁場(chǎng)定向控制系統(tǒng)的仿真模型,在此模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行了大量的仿真研究。同時(shí)采用TI公司的TMS320F2812,作為控制芯片設(shè)計(jì)了硬件控制系統(tǒng)。介紹了硬件控制系統(tǒng)的組成部分,詳細(xì)闡述了旋轉(zhuǎn)變壓器及其解碼芯片的工作原理以及在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。本文還簡(jiǎn)單介紹了混合動(dòng)力汽車實(shí)驗(yàn)臺(tái)架的建設(shè),對(duì)臺(tái)架系統(tǒng)的各個(gè)組成部分及其功能進(jìn)行了概述,并且給出軟件輔助設(shè)計(jì)在電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器殼體設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。最后在此實(shí)驗(yàn)臺(tái)架的基礎(chǔ)上,結(jié)合硬件控制系統(tǒng)做了相應(yīng)的試驗(yàn)研究,給出了具體的實(shí)驗(yàn)波形及數(shù)據(jù),并提出了日后工作建議。 【關(guān)鍵詞】：混合動(dòng)力汽車 永磁同步電機(jī) 磁場(chǎng)定向控制 仿真
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TM351
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 引言11
• 1.2 課題研究的背景和意義11-12
• 1.3 混合動(dòng)力汽車12-18
• 1.3.1 混合動(dòng)力汽車簡(jiǎn)介12-13
• 1.3.2 混合動(dòng)力汽車分類13-15
• 1.3.3 ISG 混合動(dòng)力技術(shù)15-18
• 1.4 永磁同步電機(jī)及其控制策略的發(fā)展現(xiàn)狀18-20
• 1.4.1 永磁同步電機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀18-19
• 1.4.2 永磁同步電機(jī)控制策略的發(fā)展現(xiàn)狀19-20
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容20-21
• 第2章 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型及磁場(chǎng)定向控制原理21-33
• 2.1 引言21
• 2.2 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型21-23
• 2.2.1 參考坐標(biāo)系21-22
• 2.2.2 永磁同步電機(jī)在d-q 坐標(biāo)系下的模型22-23
• 2.3 磁場(chǎng)定向控制系統(tǒng)的基本原理23-26
• 2.3.1 控制系統(tǒng)的基本原理23-25
• 2.3.2 基于磁場(chǎng)定向控制的傳統(tǒng)控制模型25-26
• 2.4 基于空間電壓矢量調(diào)制(SVPWM)磁場(chǎng)定向控制系統(tǒng)的構(gòu)成26-27
• 2.5 磁場(chǎng)定向控制空間電壓矢量調(diào)制27-32
• 2.5.1 SVPWM 簡(jiǎn)介27
• 2.5.2 SVPWM 的基本原理27-30
• 2.5.3 SVPWM 的實(shí)現(xiàn)30-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 第3章 基于SVPWM 磁場(chǎng)定向控制系統(tǒng)的仿真33-43
• 3.1 引言33
• 3.2 MATLAB/SIMUlink 簡(jiǎn)介33-34
• 3.3 永磁同步電機(jī)磁場(chǎng)定向控制系統(tǒng)仿真原理34-40
• 3.3.1 坐標(biāo)變換模塊35-36
• 3.3.2 Park 逆變換模塊36
• 3.3.3 SVPWM 產(chǎn)生模塊36-40
• 3.4 仿真波形及結(jié)果分析40-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第4章 基于SVPWM 磁場(chǎng)定向控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)43-57
• 4.1 引言43
• 4.2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)43-52
• 4.2.1 TMS320F2812 芯片簡(jiǎn)介44-45
• 4.2.2 電流檢測(cè)單元45-46
• 4.2.3 速度與轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)單元46-50
• 4.2.4 驅(qū)動(dòng)電路50-51
• 4.2.5 保護(hù)電路51-52
• 4.3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)52-56
• 4.3.1 控制系統(tǒng)的軟件流程52-54
• 4.3.2 SVPWM 的軟件實(shí)現(xiàn)54-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 第5章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析57-65
• 5.1 引言57
• 5.2 控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架57-61
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)架總體結(jié)構(gòu)57-58
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)臺(tái)架各個(gè)組成部分58-60
• 5.2.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器整體設(shè)計(jì)60-61
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析61-63
• 5.4 本章小結(jié)63-65
• 結(jié)論65-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文70-71
• 致謝71

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