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应用于纯电动汽车永磁无刷直流电机调速及转矩脉动抑制方法研究
| 论文题名： | 应用于纯电动汽车永磁无刷直流电机调速及转矩脉动抑制方法研究 |
| 关键词： | 电动汽车;永磁无刷直流电机;转矩脉动抑制;BLDCM调速 |
| 摘要： | 永磁无刷直流电机（BLDCM）因为其良好的性能在纯电动汽车领域得到较多的应用，然而高性能调速和转矩脉动问题是制约其更广泛应用的瓶颈。本文针对BLDCM的调速和转矩脉动问题，进行仿真研究，设计了一款基于英飞凌TC1782的控制器，并通过dSPACE半实物硬件在环（Hardware-in-the-Loop）仿真进行控制器的调试，在调试的基础上进行了全实物的控制系统测试。 本研究主要内容包括：⑴分析BLDCM工作原理和数学模型，基于dSPACE软件体系ASM模型中的BLDCM控制系统，设计使用改进广义预测控制（GPC）控制算法应用于改善BLDCM的调速性能。⑵分析BLDCM转矩脉动的形成原因，针对电流换相引起的转矩脉动，经过数学分析计算，采用一种在抑制转矩脉动的同时，还可以兼顾到缩短有害的换相时间的三段式PWM波调制方法抑制转矩脉动，并进行仿真实验，初步验证其有效性与可行性。⑶采用英飞凌32位汽车级芯片TiCore1782作为主控芯片，设计包括晶振电路、电源电路、电磁兼容电路、下载电路的最小系统；使用MOS管搭建主逆变电路，用模拟电路完成自举升压功能的驱动电路作为逆变器；将控制器与逆变器使用高速光耦进行隔离，完成BLDCM控制系统的硬件设计。⑷介绍了英飞凌特有的Tasking+DaVE的软件开发工具，使用DaVE完成系统及外设的功能寄存器配置并自动生成C代码，直接在Tasking中生成对应的框架程序，在此基础上进行了包括故障检测、双闭环调速控制、转矩脉动抑制控制在内的BDLCM控制系统软件设计。⑸在完成英飞凌TC1782电机控制系统的软硬件设计后，进行基于dSPACE软硬件设备的半实物硬件在环仿真测试，对TC1782控制器软硬件进行了初步的功能测试和改进，验证控制器在调速和抑制转矩脉动两方面的功能。使用1.5KW的BLDCM作为控制对象，测功机做负载对控制器和逆变器完成测试，验证了控制器在调速和抑制转矩脉动两方面的功能，实验结果表明，控制器可以满足BLDCM控制的需求。 |
| 作者： | 张帆 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 张向文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 桂林电子科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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