基于DSPF2407a的混合動力汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)的分析與設(shè)計

【摘要】： 混合動力汽車(HEV)是傳統(tǒng)燃油汽車和純電動汽車相結(jié)合的新車型,具有燃油汽車的動力性能且尾氣排放量較低,是當前解決節(jié)能、環(huán)保問題切實可行的過渡方案。驅(qū)動電機作為混合動力汽車中的主要部件,在混合動力汽車中起著至關(guān)重要的作用。 課題來源于國家“十五”863《電動汽車》重大專項中,長安汽車公司承擔的混合動力轎車項目。核心內(nèi)容為混合動力轎車驅(qū)動系統(tǒng)中的電機控制系統(tǒng)的研發(fā)。 論文首先分析了混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),比較了各種電機的特點,根據(jù)項目需求,選用中科易能公司型號為TYC1-157-267-26-C的永磁同步電機作為系統(tǒng)的驅(qū)動電機。建立了永磁同步電機的數(shù)學模型,并針對混合動力汽車工況要求,將矢量控制技術(shù)、SVPWM技術(shù)以及閉環(huán)控制技術(shù)應(yīng)用于永磁同步電機,實現(xiàn)混合動力汽車電機驅(qū)動控制系統(tǒng)的數(shù)字控制。 依據(jù)控制方案,設(shè)計開發(fā)了基于DSP的混合動力汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)。 選用TI公司電機控制專用芯片DSPF2407a作為控制器,三菱IPM模塊作為功率模塊,并設(shè)計電壓電流檢測電路、轉(zhuǎn)速\位置檢測電路、DSP接口電路及保護電路。 在CCS環(huán)境下,以C語言內(nèi)嵌匯編語言的方式編寫了主程序、PMSM驅(qū)動子程序、故障中斷程序及CAN通信程序。 在測試臺架上進行了電機響應(yīng)性能測試、電機系統(tǒng)外特性(MAP)測試、電機控制精度測試及系統(tǒng)保護功能測試。 測試結(jié)果表明系統(tǒng)具有較高的可靠性及較好的運行特性:基速以下輸出大轉(zhuǎn)矩,能適應(yīng)車輛的啟動、加速、負荷爬坡、頻繁起停等復(fù)雜工況;基速以上恒功率運行,能適應(yīng)最高車速、超車等要求,且體積小、重量輕、性價比高,完全滿足汽車廠商混合動力汽車的要求。 【關(guān)鍵詞】：混合動力汽車 永磁同步電機(PMSM) 驅(qū)動系統(tǒng) 數(shù)字信號處理器(DSP)
【學位授予單位】：中國地質(zhì)大學（北京）
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：U463.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 課題背景及意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外混合動力汽車發(fā)展動態(tài)及趨勢12-14
• 1.2.1 國外發(fā)展動態(tài)及趨勢12-13
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展動態(tài)及趨勢13-14
• 1.3 混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展概況14-22
• 1.3.1 混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特點14-20
• 1.3.2 混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)中各電機的特點比較20-22
• 1.4 論文研究內(nèi)容22-24
• 第二章 系統(tǒng)電機選型及控制方案24-51
• 2.1 永磁同步電機的結(jié)構(gòu)及特點24-27
• 2.1.1 表面式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)24-25
• 2.1.2 內(nèi)置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)25-26
• 2.1.3 永磁同步電機的特點26-27
• 2.2 系統(tǒng)電機選型27
• 2.3 汽車工況分析27-28
• 2.4 永磁同步電機的數(shù)學模型28-36
• 2.4.1 永磁同步電機靜止三相坐標系(ABC)模型29-31
• 2.4.2 靜止三相坐標系(ABC)到靜止兩相坐標系(α-β)變換31-33
• 2.4.3 兩相靜止坐標系(α-β)到兩相旋轉(zhuǎn)坐標系(d-q)變換33-36
• 2.5 電機調(diào)速控制36-43
• 2.5.1 控制策略選定37-38
• 2.5.2 最大轉(zhuǎn)矩/電流控制的實現(xiàn)38-39
• 2.5.3 弱磁控制39-43
• 2.6 PID 控制43-45
• 2.6.1 PID 算法原理43-45
• 2.6.2 系統(tǒng) PID 參數(shù)整定45
• 2.7 脈寬調(diào)制技術(shù)45-50
• 2.7.1 空間矢量脈寬原理46-49
• 2.7.2 SVPWM 開關(guān)模式49-50
• 2.8 小結(jié)50-51
• 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計51-74
• 3.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)51-52
• 3.2 主回路設(shè)計52-55
• 3.2.1 充電控制邏輯單元52-54
• 3.2.2 功率驅(qū)動單元54-55
• 3.3 DSP 控制器55-61
• 3.3.1 DSP 的特點及資源56
• 3.3.2 系統(tǒng)設(shè)計中所用的DSP 硬件資源56-58
• 3.3.3 DSP 接口電路58-61
• 3.4 電源板設(shè)計61-63
• 3.5 檢測電路63-70
• 3.5.1 電壓檢測63
• 3.5.2 電流檢測63-65
• 3.5.3 轉(zhuǎn)速位置檢測電路65-70
• 3.6 保護電路70-73
• 3.6.1 過壓保護70
• 3.6.2 過流保護70-71
• 3.6.3 過溫保護71-72
• 3.6.4 故障綜合及封鎖電路72-73
• 3.7 小結(jié)73-74
• 第四章 混合動力車驅(qū)動系統(tǒng)軟件設(shè)計74-80
• 4.1 主程序設(shè)計74-76
• 4.1.1 初始化程序75-76
• 4.1.2 CAN 通信程序76
• 4.2 中斷服務(wù)程序設(shè)計76-79
• 4.2.1 PMSM 控制程序76-78
• 4.2.2 故障處理子程序78-79
• 4.3 小結(jié)79-80
• 第五章 系統(tǒng)測試80-88
• 5.1 功率電路測試80-82
• 5.2 系統(tǒng)響應(yīng)性能測試82
• 5.3 電機外特性（MAP）測試82-84
• 5.4 電機控制精度測試84-86
• 5.5 保護功能測試86-87
• 5.6 小結(jié)87-88
• 第六章 結(jié)論與展望88-90
• 致謝90-91
• 參考文獻91-93
• 個人簡歷93

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