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无离合器电动汽车PMSM速度模糊PI自适应控制
| 论文题名： | 无离合器电动汽车PMSM速度模糊PI自适应控制 |
| 关键词： | 无离合器电动汽车;永磁同步电机;速度模糊PI自适应控制;负载波动;参数变化 |
| 摘要： | 电动汽车先进驱动系统是制约电动汽车快速发展的瓶颈。永磁同步电机(PMSM)具有驱动性能好、结构简单、体积小、重量轻、损耗小和效率高等优点，驱动系统中广泛采用永磁同步电机作为驱动电机。研究高性能电动汽车永磁同步电机矢量控制系统可极大提高电动汽车的控制性能。由于PMSM是一种强耦合、非线性时变系统，永磁同步电机运行中速度控制性能严重受电机参数变化和负载波动影响，因此，目前对于电动汽车 PMSM先进控制理论与关键技术的研究变得十分重要，对提高电动汽车的性能起着关键的作用。 随着电动汽车高性能驱动系统的发展要求，无离合器电动汽车的研究具有重大实际意义。采取无离合器电动汽车变速控制，由于在电机变速驱动系统换挡过程中取消机械齿轮减速箱和离合器，降低了车重，减少了电动汽车蓄电池能量消耗，增加了电动汽车的续航里程。但无离合器电动汽车中的关键问题是要实现电机速度快速精确跟踪车轮速度并平滑换挡。因此，本文重点研究无离合器电动汽车速度跟踪先进控制方法。 在阐述智能控制在电动汽车永磁同步电机矢量控制系统中的重要作用的基础上，深入研究无离合器电动汽车永磁同步电机驱动控制系统的速度控制问题。首先建立传统速度 PI控制的永磁同步电机矢量控制系统数学模型和基于速度模糊PI自适应控制的永磁同步电机矢量控制系统数学模型，并在此基础上搭建了仿真模型。仿真研究结果表明，采用速度模糊 PI自适应控制策略可以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。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速度的快速跟踪控制，本文采用智能控制理论研究了一种速度模糊 PI自适应控制器并将这种自适应控制器运用于无离合器电动汽车速度跟踪控制与平滑换挡。与传统的PI速度控制器相比，该自适应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。 在理论分析与仿真研究的基础上，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速度模糊 PI自适应控制的无离合器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，本文研究的无离合器电动汽车永磁同步电机驱动控制系统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，实现电动汽车宽范围调速，是一种高性能的驱动系统。 |
| 作者： | 刘长建 |
| 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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