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基于直接转矩控制的电动汽车永磁同步电机控制系统研究与设计
| 论文题名： | 基于直接转矩控制的电动汽车永磁同步电机控制系统研究与设计 |
| 关键词： | 电动汽车;永磁同步电机;直接转矩控制技术;DSP芯片;抗干扰措施 |
| 摘要： | 近几年来电动汽车开始得到迅速发展，在政策、技术与环境等方面都得到了良好的发展机遇。作为电动汽车开发关键技术之一的电机控制技术，永磁同步电机矢量控制在电动汽车开发中得到了广泛运用。然而在实际应用中，由于转子磁链难以准确观测，系统特性受电动机参数的影响较大，且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂，使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。而在动静态特性、可靠性、结构方面具有诸多优势的直接转矩技术，由于发展较晚，未得到充分研究和运用。论文结合国内外电动汽车与电驱动技术的发展现状，探讨了开展电动汽车永磁同步电机控制直接转矩控制技术研究的背景和意义，分析了当前电机控制及其相关领域技术和产品的发展状况。 为正确理解和运用直接转矩控制基本原理，本研究基于永磁同步电机基本结构推导了其数学模型，在该模型的基础上进一步分析了永磁同步电机传统直接转矩控制策略。转矩脉动是制约直接转矩控制广泛运用的一大缺陷。为减少转矩脉动，系统设计采用了基于SVPWM的永磁同步电机直接转矩控制技术，实现对目标定子磁链矢量的准确调制和电磁转矩平滑控制。论文结合对两类直接转矩控制技术基本原理和数学模型的分析，构建了相应的控制结构框架。 本研究从整车的角度明确了对控制器设计的需求，并在对永磁同步电机直接转矩控制理论模型分析的基础上，构建了电机控制器软硬件平台。硬件开发内容主要包括有控制电路、驱动电路、信号采样电路、通信接口电路以及检测保护电路等的设计。为实现在硬件中的的调试和运行，研究设计了永磁同步电机直接转矩控制软件。系统通过软件主程序实现对DSP芯片外设的配置，并利用主算法的中断处理模块来实现直接转矩控制的基本原理。考虑到抗干扰能力和可靠性直接影响电机控制效果，为提高控制性能，本研究在硬件和软件设计中均采取了相应的抗干扰措施。 对永磁同步电机直接转矩控制技术进行验证，并对两种控制技术进行对比,可以有效提高软硬件在功能和性能上的有效性，缩短开发周期并节省成本。本研究在永磁同步电机数学模型和直接转矩控制基本理论分析的基础上，利用仿真软件根据永磁同步电机传统直接转矩控制技术和基于空间矢量调制的直接转矩控制技术分别建立电机控制仿真模型，对上述理论进行仿真和对比分析。 |
| 作者： | 刘伟刚 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 冉振亚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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