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电动汽车用双三相永磁同步轮毂电机模型预测控制策略研究
| 论文题名： | 电动汽车用双三相永磁同步轮毂电机模型预测控制策略研究 |
| 关键词： | 电动汽车;双三相永磁同步轮毂电机;模型预测控制;电流谐波 |
| 摘要： | 随着环境的污染与资源的匮乏，世界范围内各个国家都越来越关注节能减排工作，因此电动汽车得到了广泛的应用。双三相永磁同步轮毂电机(PermanentMagnetSynchronousHubMotor,PMSHM)由于具有体积相对较小，效率与功率密度相对来说比较高等特点，逐渐被发展为电动汽车的驱动电机。本文在国家自然科学基金重点项目(U1564201)、江苏省杰出青年项目(BK20180046)等项目的支持下，主要开展了双三相永磁同步轮毂电机数学模型的建立，矢量控制，模型预测电流控制，模型预测转矩控制与快速控制原型开发平台的搭建等方面的研究。主要研究内容如下： 1、阐述了双三相PMSHM的结构类型与基本工作原理，推导了电机的三种解耦数学模型，对双三相PMSHM的基础矢量控制与空间矢量脉宽调制(SpaceVectorPulseWidthModulation,SVPWM)技术进行了探讨，为后续的研究奠定了理论知识基础。 2、为了降低双三相PMSHM的电流谐波，将六个逆变器所产生的60个有源电压矢量和4个零矢量通过一定的规律组合成为24个辅助电压矢量，从而减小有源电压矢量之间互相影响。较为详尽得讲述了模型预测控制策略以及它的各种分类，并且将辅助电压矢量应用于模型预测电流控制。通过预测模型的建立，预测电流误差更正，预测电压矢量的选择等模块实现了较为新颖的模型预测电流控制，最终减小了电流谐波，提升了电流的质量。 3、建立辅助电压矢量后，将其引入双三相PMSHM的模型预测转矩控制，通过对预测模型进行优化，取消了成本函数中对于磁链权重系数的判定，很大程度上降低了算法的复杂度，减少了计算成本。同时通过引入辅助电压矢量，并将其进行组合，降低了电流谐波。最终通过直接转矩控制与模型预测转矩控制下的电机响应效果对比，证明了该方法的有效性与实用性。 4、基于dSPACEAutobox建立了双三相PMSHM的快速控制原型开发平台，主要包括软件系统的搭建与硬件平台的设计。其中软件系统的搭建包括功能设计、离线仿真、模型移植、配置接口、算法编译及下载、在线测试、参数整定等。硬件平台的设计主要工作为逆变器驱动电压信号调理板的设计等。 5、通过搭建好的快速控制原型开发平台对本文所提出的模型预测电流控制与模型预测转矩控制两种控制策略进行了实验验证，最终结果证明了两种控制方法应用在双三相PMSHM中均可以取得较好的控制效果，同时也验证了搭建的快速控制原型开发平台可以满足双三相PMSHM实验的需求。 |
| 作者： | 徐昊 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 陈龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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