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基于容错控制的无刷直流电机换相转矩脉动抑制研究
| 论文题名： | 基于容错控制的无刷直流电机换相转矩脉动抑制研究 |
| 关键词： | 电动汽车;永磁无刷直流电机;换相转矩脉动;容错控制 |
| 摘要： | 随着电动汽车行业的迅猛发展，为满足越来越多的性能要求，其驱动电机控制系统已成为世界各国的研究热点。因永磁无刷直流电机具有高效率、低成本、小体积等优点被看作是电动汽车驱动电机的理想选择。本文以永磁无刷直流电机为研究对象，在方波控制策略的基础上，对其换相转矩脉动抑制方法和容错控制两个方面进行了研究。 首先，本文建立了永磁无刷直流电机的数学模型，详细阐述了方波控制策略，并给出了永磁无刷直流电机转矩闭环控制系统框图。 其次，分析了永磁无刷直流电机换相转矩脉动产生的机理，并且详细说明了不同PWM调制措施对换相转矩脉动的影响。通过对换相期间数学模型的推导，针对通过PWM调制方式抑制换相转矩脉动方法的局限性，提出了在重叠换相基础上结合电流预测控制策略的换相转矩脉动抑制策略。该策略不但拓宽了换相转矩脉动抑制方法的电机转速适用范围，而且具有对电机电感参数不敏感的优点。在该方法的实现过程中，给出了预测电流的补偿方法，进一步改善了电流控制效果，并通过仿真验证了所提控制方法的可行性和正确性。 再次，介绍了三相电机逆变器故障类型，选择逆变器开关管开路故障作为研究对象。选用基于线电压检测的故障诊断方法对永磁无刷直流电机逆变器故障进行检测。简要比较了几种容错控制方案，着重阐述了三相四开关逆变器的工作原理。在所选容错控制方案的基础上提出了一种基于三相四开关逆变器的容错控制策略，并通过调整PWM的调制方式减小了电机容错运行模式下的电流脉动，仿真验证了控制策略的有效性。 最后，基于飞思卡尔公司DSP芯片MC56F8247搭建了永磁无刷直流电机容错控制系统硬件平台。进行了换相转矩脉动抑制和容错控制策略的软件模块搭建，编写了控制算法，完成了系统的软硬件调试。实验验证了本课题方案的可行性与正确性。 |
| 作者： | 俞旻杰 |
| 专业： | 电力电子与电力传动 |
| 导师： | 储剑波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京航空航天大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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