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车用永磁同步电机驱动系统电流预测控制策略研究
| 论文题名： | 车用永磁同步电机驱动系统电流预测控制策略研究 |
| 关键词： | 电动汽车;永磁同步电机;驱动系统;电流预测控制;电流轨迹控制;转矩响应速度 |
| 摘要： | 随着近年来新能源汽车行业的大力发展，电动汽车在解决能源问题，环境污染问题的同时，也在向提高驱动性能，改善驾驶体验的方向迈进。永磁同步电机驱动系统工况复杂多变，具有多变量、强耦合、非线性的控制特点，常用的双电流闭环调节以及传统的电流预测控制难以实现全速域下的参考指令快速无超调响应。因此，本文重点研究车用永磁同步电机驱动系统的改进电流预测控制策略。 论文首先建立了考虑d、q轴电感非线性变化的永磁同步电机驱动系统数学模型。根据MTPA曲线及电压椭圆限制曲线，并结合电磁仿真数据，得到在不同转速下，指令转矩与参考电流的对应关系表，进行基本的驱动系统仿真平台搭建。 结合离散化电机模型，分析数字信号处理器芯片的控制时序逻辑。并在此基础上对传统预测算法进行了改进，使其能够在高转速，大转矩的场合下使用。仿真结果表明，改进电流预测算法能够在宽广的转速区间下保持良好的转矩动态响应性能及较小的稳态误差。 由于电动汽车动力电池组提供的电压有限。为实现电压限制情况下的快速响应，在改进电流预测控制的基础上加入电流轨迹控制。按逆变器工作特性计算出电流平面内单个周期电流活动范围，并按不同性能指标设计出三种不同的控制轨迹。仿真结果表明，三种不同的轨迹控制策略都能够使逆变器充分利用直流端所能提供的电压，并达成不同的控制目标。 考虑到仿真模型与实际样机存在的区别，模型算法与代码化实现之间的差异。利用测功机台架对实验样机进行测试。实验结果表明，加入电流轨迹控制后的改进电流预测算法能够在电压限制条件下，显著提升转矩响应速度，但对电机模型参数的依赖程度较高。 本文针对传统车用永磁同步电机控制策略在转矩响应速度，高速下运行稳定欠佳的问题。提出一种改进电流预测控制策略。该方法能够在电压限制条件下，显著提升转矩响应速率，并在高转速运行时维持良好的稳定性。从而有效的提高电动汽车的加速性能，高速行驶时的安全稳定性。 |
| 作者： | 陈桐 |
| 专业： | 电机与电器 |
| 导师： | 林巨广 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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