原文传递
永磁轮毂电机参数辨识及无位置传感器控制策略研究
| 论文题名： | 永磁轮毂电机参数辨识及无位置传感器控制策略研究 |
| 关键词： | 轮毂电机;参数辨识;无位置传感器;速度估计;位置估计;电动汽车 |
| 摘要： | 由于轮毂电机驱动系统包括轮毂电机、控制单元、传感单元等被安装在有限的轮毂空间内，具有高度集成特性，路面冲击、振动、电机温升、逆变器死区等因素不仅会导致位置传感器产生灵敏度变差、温度漂移等问题，配置机械式传感器还增长了电机的体积、系统成本与故障率。因此有必要研究一种不需要位置传感器完成转子电角度与电角速度估算的技术，来解决上述问题。本文对轮毂电机的在线参数辨识和无位置传感器策略展开了研究。 首先，阐述了技术背景与研究现状，分析现存问题，引出研究目标。介绍了轮毂电机的分类与结构，阐述了永磁轮毂电机理想数学模型与坐标转换形式，介绍了矢量控制方法。 其次，考虑轮毂电机温升因素，提出了改进的教与学优化方法实现在线多参数辨识。分布式驱动电动汽车的轮毂电机在长时间、超负荷运行条件下温度升高，引起电机参数漂移，降低电机性能。搭建轮毂电机测试台架并进行了离线辨识实验，根据结果分析了温度变化对定子电阻、电感和磁链的影响。采用高斯扰动函数优化了算法的初始化过程，建立了分组学习和末位淘汰机制，提升了迭代速度和精度。利用Matlab/Simulink完成了参数辨识的仿真验证，并完成了在线参数辨识台架实验。仿真与实验结果表明，与未改进辨识方法相比，改进后的辨识算法有更好的收敛能力。 再次，分析电动汽车的行驶工况，应用模型参考自适应法并对其进行改进，实现轮毂电机无位置传感器转子速度估算。结合自抗扰技术中的非线性变增益PID技术，取代传统模型参考自适应中的固定增益PID自适应律，并完成仿真模型的搭建。仿真结果表明，改进后的无位置传感器控制技术具有较强的鲁棒性，更适应于宽速度、变负载的工况。 最后，为了验证本文所提控制算法的实际运行效果，搭建了双电机对拖实验台。基于DSP28335控制芯片完成控制系统硬件电路的搭建。基于中国汽车行驶测试循环工况(ChinaAutomotiveTestCycle，CATC)，通过台架实验验证了所提无位置传感器控制方法的稳定性和抗干扰能力。 |
| 作者： | 吴浩 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 李勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2021 |
检索历史
应用推荐
