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永磁同步电机电动汽车牵引高性能驱动系统研究
| 论文题名： | 永磁同步电机电动汽车牵引高性能驱动系统研究 |
| 关键词： | 电动汽车;永磁同步电机;矢量控制;单神经元内模控制;弱磁升速 |
| 摘要： | 随着世界的汽车拥有量的急剧增加，能源问题和环境污染问题愈演愈烈，严重影响了人类赖以生存的环境。电动汽车具有无污染、无噪声的优点。电动汽车将成为将来世界汽车工业的主要潮流。如何研制性能更高，安全可靠性更好的电动汽车成为国内外汽车发展的焦点。电动机驱动控制技术作为汽车牵引的关键技术之一，对提高电动汽车的性能起着关键的作用。永磁同步电机(PMSM)具有驱动性能好，结构简单，体积小，重量轻，损耗小，效率高等优点，驱动系统中广泛采用永磁同步电机作为驱动电机。 本文主要从提高系统效率，加快速度动态响应，提高弱磁扩速能力，增强系统抗干扰能力和系统鲁棒性的角度，对电动汽车用永磁同步电机驱动控制系统的速度控制问题进行深入研究。首先介绍了永磁同步电机矢量控制方法原理，由于传统PI速度控制器不能适应永磁同步电机的非线性、参数变化和负载波动，难以实现无离合器电动汽车换挡时的电机速度与车轮速度的快速跟踪，造成电动汽车在复杂路况下的换挡困难，本文采用先进控制理论研究了一种单神经元内模速度控制器。与传统的PI速度控制器相比，该速度控制器动态响应快，超调量小，调节时间短，受电机参数变化和外部干扰对系统控制性能的影响小，鲁棒性好。其次，提出了一种超前角弱磁扩速方法。该方法使电机从额定转速以下切换到弱磁控制时，电流波动小，交直轴电流响应快，稳定性好。 在MATLAB/Simulink平台上，针对永磁同步电机矢量控制系统内模速度控制，在额定转速和弱磁升速时进行仿真研究，并分别与传统PI速度控制进行动静态性能对比分析。仿真结果表明，采用单神经元内模速度控制策略有效提高系统的动态性能，增强了系统抗扰动能力和系统的鲁棒性，提高了系统的稳定性。 最后，设计和建立了以TI公司的TMS320F28335为控制芯片的永磁同步电机矢量控制系统实验平台，并做了相关实验。实验进一步验证了本文提出的基于单神经元内模速度控制的电动汽车永磁同步电机矢量控制系统的可行性和优越性。 仿真和实验结果表明，本文研究的永磁同步电机电动汽车驱动控制系统能使电机速度快速跟踪车轮速度，而受电机参数变化和负载波动影响小，能自动调节调节器参数，实现了无离合器电动汽车的平滑换档，且实现了宽范围调速，是一种高性能的驱动系统。 |
| 作者： | 李英 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 佘致廷 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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