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纯电动汽车用IPMSM弱磁控制策略研究
| 论文题名： | 纯电动汽车用IPMSM弱磁控制策略研究 |
| 关键词： | 纯电动汽车;内置式永磁同步电机;弱磁控制;模糊控制;Luenberger观测器 |
| 摘要： | 拥有不对称磁路结构的内置式永磁同步电机（Interior Permanent Magnet Synchronous Motor，IPMSM），在永磁转矩的基础上产生磁阻转矩，使其功率密度和过载能力提高。在车辆高速或超高速行驶中可以满足更大的负载转矩，拥有更好的动态性能，使其成为纯电动汽车驱动电机的首选方案。 提出一种改进单电流弱磁控制策略，交轴电压根据车速和车辆需求扭矩进行实时调整。用方程计算关系代替PI调节器，消除PI调节器固有缺陷，增强系统的鲁棒性。单电流调节器解决了电机交直轴电流耦合的问题，提高了车辆在高速弱磁区的控制性能。 传统IPMSM控制系统转速环PI调节器参数固定，无法根据实时工况调整参数，且参数调整难以兼顾系统的快速性和稳定性。利用模糊控制较强自适应性特点设计第一重模糊控制器，使 PI 参数根据工况需要实时变化，提高系统鲁棒性和响应特性。IPMSM 在高速弱磁区域易受饱和效应和交叉饱和效应的影响，交直轴电感参数非线性变化，系统控制性能下降。设计第二重模糊控制器，将电感参数变化转为矢量电流调节方法，利用模糊控制来降低电感参数变化对系统带来的影响，提高系统弱磁控制性能。针对车辆驱动系统负载变化工况，在控制系统中加入Luenberger负载转矩观测器，利用其观测结果对系统电流环进行前馈修正。提高系统对负载扰动的响应速度并实现转速补偿，使其快速实现对外部负载扰动的平衡，提高系统的动态性能。 本文以MTPA控制和改进单电流弱磁控制为基础，提出一种非线性双重模糊和 Luenberger 观测器的 IPMSM 弱磁控制算法，并按照模糊控制理论和Luenberger 观测器原理对控制系统进行设计。在 MATLAB/Simulink 中搭建电机控制模型，对所提控制算法进行仿真分析和验证，并在实验台架上进行空载和带载实验验证。仿真和台架实验结果证明了本文所提控制算法的正确性和有效性。 |
| 作者： | 刘军杰 |
| 专业： | 机械工程;车辆工程 |
| 导师： | 郭志军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河南科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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