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原文传递永磁同步电机效率优化控制研究

论文题名：	永磁同步电机效率优化控制研究
关键词：	电动汽车;永磁同步电机;跟踪微分器;控制策略
摘要：	永磁同步电机作为新能源电动汽车的核心部件，其高效运行可以大幅提升新能源电动汽车的续航里程。为提高永磁同步电机效率，本文提出一种基于跟踪微分器预测电流效率优化控制策略。该策略分析损耗功率与d轴电流的极值关系，重构损耗功率方程，简化算法和减少参数依赖性，并将损耗功率作为给定输入信号，利用微分跟踪器实时求解其微分信号，得到最优d轴电流给定参考值。仿真和实验从动态性能、鲁棒性分析和效率提升效果等方面验证了该控制策略的有效性和可行性。本文的主要研究内容如下：　　（1）分析永磁同步电机损耗组成，设计铁损、铜损的损耗数学模型等效电路，构建接近实际电机的Matlab/Simulink仿真模型，并与理想电机模型进行仿真结果对比，提升电机模型精确性，为电机损耗分析和系统运行效率研究奠定基础。　　（2）将效率优化转换为损耗功率最小问题。根据损耗模型，计算求解损耗功率最小的d轴电流，通过d轴电流的跟踪控制实现电机最高效率运行。在Matlab/Simulink仿真中对比id=0控制策略，验证损耗模型控制策略的有效性，以及分析损耗模型控制策略的局限性和不足。　　（3）分析损耗功率与最优d轴电流存在极值关系，应用跟踪微分器在给定输入信号的跟踪控制和参数提取特性，从损耗功率中提取最优d轴电流。通过简化损耗功率函数提高系统动态响应速度和实现工程简化。同时，将预测电流控制与基于跟踪微分器效率优化控制策略融合，进一步提高系统控制精度。　　（4）分析对比损耗模型控制策略和跟踪微分器控制策略动态响应、电机参数敏感程度和效率提升效果。仿真和实验结果表明，相比损耗模型控制策略，基于跟踪微分器预测电流效率优化控制策略效率提升效果更明显，鲁棒性更强。
作者：	王红
专业：	控制工程
导师：	汪凤翔
授予学位：	硕士
授予学位单位：	中北大学
学位年度：	2022