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电动汽车用无位置传感器无刷直流电机启动运行控制研究
| 论文题名： | 电动汽车用无位置传感器无刷直流电机启动运行控制研究 |
| 关键词： | 电动汽车;直流无刷电机;无位置传感器;磁场定向控制;滑模观测器 |
| 摘要： | 纯电动汽车凭借绿色环保、安全高效等优点受到各国政府的大力支持。电机控制是电动车研究的重要技术之一，无刷直流电机具有结构简单、运行可靠、工作效率高、调速性能好的优点,在电动车上得到了广泛应用。由于传感器的安装会增加电机成本和体积，所以深入研究全速范围内的无传感器控制策略，扩大车用无刷电机的使用范围就显得尤为重要。 电感法可在电机静止时获知转子位置，保证电机在启动时无反转现象发生。本文采用电感法获知转子初始位置结合反电势积分法提出了一种新型启动策略可使无刷电机在启动阶段无反转，无抖动，响应迅速。 若要提高无传感器控制的精度，就要实现转矩与转速的闭环控制。用滑模观测器替代传感器对转子位置进行估计已成功用于无刷电机的控制系统中。由于无刷电机的反电势不是标准的正弦波以及滑模控制本身的抖振误差都会影响转子位置估计的结果，故本文设计了基于 PLL锁相环的滑模控制系统。消除系统抖振的同时使反电势因素不足以影响转速的估计。Simulink的仿真结果证实本文提出方法的正确性和有效性，可以替代位置传感器对无刷电机的转子位置进行估计。 本文在启动阶段后尝试用磁场定向控制理论驱动无刷电机，分析说明了车用无刷直流电机应用磁场定向控制理论的意义，通过结合电感法与反电势积分法构造了无刷直流电机全速范围的无传感器控制系统。对车用无刷电机性能要求的分析，确定了本文设计的控制系统所要达到的控制目的,即使电动车辆具有在静止状态下无振动启动，响应速度快，运行平稳，转矩脉动小的特点。 利用TI开发箱及套件搭建了实验所需的硬件平台，根据所述控制系统进行了软件程序编写。实验验证了无刷电机矢量控制的可行性以及转子位置估计系统的正确性。给出的实验数据表明，本文设计的全速范围下无刷直流电机无传感器控制系统可以达到电动车对于无刷电机的性能要求。 |
| 作者： | 齐骥 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 王大方 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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