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电动汽车无刷直流电机能量回馈制动系统的研究
| 论文题名： | 电动汽车无刷直流电机能量回馈制动系统的研究 |
| 关键词： | 电动汽车;制动系统;无刷直流电机;能量回馈 |
| 摘要： | 随着全球汽车数量的急剧增加，环境污染以及能源短缺问题已成为世界各国关注的焦点。电动汽车因其具有零污染以及较高的能源利用率的优点，成为全球各大汽车生产商研究的焦点，被认为是燃油汽车的主要替代品。但是蓄电池的能量密度较低以及一次充电续驶里程短的问题，成为限制电动汽车推广发展的关键因素。解决电动汽车续驶里程短的问题目前主要通过能量回馈制动来实现，即在汽车刹车的过程中，通过将电动机转变为发电机，将汽车制动减少的动能转化为电能回充到蓄电池中，实现能源的再利用。同时在此过程中产生一个制动的作用力，提高了汽车的制动效能。为了提高电动汽车的能源利用率，增加汽车一次充电的续驶里程，论文对无刷直流电机能量回馈制动系统进行了深入研究。 论文首先介绍了电动汽车以及能量回馈制动技术在国内外的研究现状。分析了市面上各种电机的优缺点，选择无刷直流电机作为本次研究的电机模型，并根据无刷直流电机的工作原理和基本结构建立了它的数学模型。 然后对无刷直流电机能量回馈制动的原理进行了深入的研究，分析了在半桥调制控制下能量回馈制动过程中的电路状态，并在以上基础上介绍了在一个PWM周期内电路中的回馈制动电流、反电动势以及占空比之间的数学关系。对能量回馈制动中的约束条件和控制策略进行了分析，选择恒转矩能量回馈制动控制作为论文的控制策略。在模糊控制理论的基础上设计了一个三维的模糊控制器，并以该模糊控制器为控制核心建立了无刷直流电机能量回馈制动系统的仿真模型。在MATLAB/Simulink环境中进行仿真，结果显示提出的恒转矩模糊控制策略取得了理想的能量回收效果以及制动控制效果。 最后完成了基于DSP控制的无刷直流电机能量回馈制动系统的硬件电路设计，主要包括驱动电路的设计、主电路的设计、检测电路的设计以及降压电路设计。并对无刷直流电机能量回馈制动系统进行软件编程，采用模块化设计，增强了程序的可读性和通用性。 论文对基于DSP芯片TMS320LF2407A控制的无刷直流电机能量回馈制动系统进行了实验验证，给出了实验中得出的数据和波形，根据得出的数据和波形对实验结果进行了总结分析，验证了论文所提出的无刷直流电机能量回馈制动策略的可行性。 |
| 作者： | 张迪 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 赵景波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 青岛理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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