基于DSP的混合動(dòng)力汽車永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)研究

【摘要】：混合動(dòng)力汽車作為內(nèi)燃機(jī)汽車到純電動(dòng)汽車的過渡,在保證整車動(dòng)力性的前提下,可以降低汽車尾氣的排放同時(shí)提高燃油的經(jīng)濟(jì)性,是目前新節(jié)能汽車的主要研究方向。電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)作為混合動(dòng)力汽車的關(guān)鍵零部件,其性能的好壞直接影響整車的動(dòng)力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性能,因此對(duì)其進(jìn)行深入研究具有現(xiàn)實(shí)意義。 本文首先對(duì)永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了分析,闡述了Clark和Park坐標(biāo)變換,在實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁同步電機(jī)控制矢量解耦的基礎(chǔ)上,深入研究了矢量控制的方法,提出了永磁同步電機(jī)定子電流最佳控制策略,設(shè)計(jì)了永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制方案,并且闡述了空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)的原理。第二,在MATLAB/Simulink環(huán)境下,建立永磁同步電機(jī)及其控制系統(tǒng)的仿真模型,運(yùn)用PMSM在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)和弱磁地區(qū)的最優(yōu)磁場定向控制,開發(fā)了利用一種速度環(huán)PI控制器實(shí)現(xiàn)的電機(jī)閉環(huán)控制,并針對(duì)仿真結(jié)果的進(jìn)行了分析。第三,重點(diǎn)介紹了以DSP2812為核心的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的硬件和軟件的設(shè)計(jì),對(duì)PMSM的硬件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行整體的闡述,然后分別對(duì)基于DSP的控制器、定子電流采樣與處理單元、位置檢測和信號(hào)處理單元及保護(hù)電路、PMSM驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)方案和軟件程序流程圖進(jìn)行詳細(xì)介紹。最后,搭建了混合動(dòng)力汽車電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)架,對(duì)基于DSP2812的嵌入式開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行模塊化編程,進(jìn)行了PMSM轉(zhuǎn)子定位、AD電流校準(zhǔn)啟動(dòng)、轉(zhuǎn)矩閉環(huán)及速度閉環(huán)的實(shí)驗(yàn)研究,通過大量的臺(tái)架試驗(yàn),驗(yàn)證了電機(jī)驅(qū)動(dòng)閉環(huán)控制系統(tǒng)和定子電流最優(yōu)控制測率的可行性和可靠性,并給出了具體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和波形。 【關(guān)鍵詞】：混合動(dòng)力汽車 電機(jī)控制 永磁同步電機(jī) 矢量控制 DSP
【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】：2011
【分類號(hào)】：TM341
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題研究的背景及意義9
• 1.2 混合動(dòng)力汽車的分類和發(fā)展現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 國外混合動(dòng)力汽車的發(fā)展現(xiàn)狀10
• 1.2.2 國內(nèi)混合動(dòng)力車的發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.3 永磁同步電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制策略概述11-12
• 1.3.1 PMSM 與其它電機(jī)對(duì)比11-12
• 1.3.2 PMSM 的控制方法12
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容12-14
• 第2章 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型及驅(qū)動(dòng)控制原理14-24
• 2.1 PMSM 的數(shù)學(xué)模型14-16
• 2.1.1 abc 坐標(biāo)系下PMSM 的數(shù)學(xué)模型14-15
• 2.1.2 dq0 坐標(biāo)系下PMSM 的數(shù)學(xué)模型15-16
• 2.2 PMSM 的矢量控制16-20
• 2.2.1 PMSM 定子電流最佳控制策略17-19
• 2.2.2 PMSM 的速度控制19-20
• 2.3 空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)(SVPWM)20-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第3章 混合動(dòng)力汽車PMSM 驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)仿真24-32
• 3.1 PMSM 驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的建模24-29
• 3.1.1 坐標(biāo)變換模塊25
• 3.1.2 PMSM 的d/q 軸數(shù)學(xué)模型25-26
• 3.1.3 轉(zhuǎn)矩生成模塊26-27
• 3.1.4 轉(zhuǎn)速生成模塊27
• 3.1.5 SVPWM 生成模塊27-28
• 3.1.6 逆變電路模塊28-29
• 3.2 仿真結(jié)果29-31
• 3.3 本章小結(jié)31-32
• 第4章 基于DSP 的PMSM 驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究32-44
• 4.1 PMSM 的硬件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)32-36
• 4.1.1 基于DSP 的控制器32-33
• 4.1.2 定子電流采樣與處理單元33-34
• 4.1.3 PMSM 位置檢測和信號(hào)處理單元34-36
• 4.1.4 保護(hù)電路36
• 4.2 PMSM 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)36-40
• 4.2.1 控制系統(tǒng)的軟件流程37-38
• 4.2.2 SVPWM 的軟件實(shí)現(xiàn)38-40
• 4.3 實(shí)驗(yàn)臺(tái)架總體結(jié)構(gòu)40-43
• 4.3.1 電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器41-43
• 4.4 本章小結(jié)43-44
• 結(jié)論44-45
• 參考文獻(xiàn)45-48
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文48-49
• 致謝49

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