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永磁同步电机在汽车电子水泵控制中的优化和设计
| 论文题名： | 永磁同步电机在汽车电子水泵控制中的优化和设计 |
| 关键词： | 汽车冷却系统;电子水泵;永磁同步电机;矢量控制 |
| 摘要： | 随着科技的不断进步，车辆发动机的结构向着集成化、复杂化发展，内部零件的空间布置越来越紧凑，对汽车冷却系统零部件的结构和性能也提出了更高的要求。目前，永磁同步电机凭借其体积小、效率高等优势被广泛应用在汽车电子水泵的驱动上。然而传统永磁同步电机矢量控制需通过编码器等硬件设备获取转子位置和转速信息，这些附加设备的存在会增大电机体积，增加生产成本，降低空间适应性，不能满足汽车电子水泵工作环境的要求。针对该问题，本课题提出了一种使用Luenberger观测器算法取代硬件传感器获取电机转子位置和转速信息的方法。 本文主要以无传感永磁同步电机为研究对象，从理论和实践两方面进行设计并实现了基于Luenberger观测器的无传感矢量控制系统。从理论上，搭建与分析永磁同步电机(PMSM)的数学模型，通过坐标变换的方式对电机进行解耦分析。结合电压矢量脉宽调制(SVPWM)的理论方法，基于Simulink平台搭建矢量控制系统仿真模型，验证已知位置和转速信息的情况下的矢量控制理论的可行性。然后，详细阐述了Luenberger观测器的基本理论及转子位置和转速的估算方法。并搭建了基于Luenberger观测器的无传感矢量控制仿真模型，验证了该算法的正确性与可行性。 最后，搭建基于STM32的硬件平台，将采样电路检测到的电压、电流等信号，通过Luenberger观测器进行估算，解析出转子的位置和转速信息，并通过PI调节和SVPWM算法，产生控制信号，实现了对电机的控制。结果表明，硬件平台实验测试和基于Simulink平台搭建的仿真模型的仿真结果是一致的，证明了本课题采用的理论依据和实现方法是可行和正确的，满足了减小电机尺寸，降低硬件成本，适应汽车电子电气化的发展需求。 |
| 作者： | 徐珊珊 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 王敏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津工业大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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