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基于DSP的电动汽车永磁同步电机驱动控制系统的研究与设计
| 论文题名： | 基于DSP的电动汽车永磁同步电机驱动控制系统的研究与设计 |
| 关键词： | 电动汽车;永磁同步电机;脉宽调制;驱动控制 |
| 摘要： | 电动汽车具有无污染、高效率和低噪声等优点，是21世纪最有发展潜力的交通工具。它主要由电力驱动系统、能量管理系统、辅助系统等组成，其中高性能的电力驱动系统是解决电动汽车目前所面临关键问题的有效途径，其核心部分是电动机及其控制。本文从电机及其控制着手，以降低成本和获得高性能的电力驱动系统为目标，结合永磁同步电机的特点和电动汽车对电机的特性要求，进行基于DSP(Digital Signal Processor)的电动汽车永磁同步电机驱动系统的研究和设计，主要内容包括以下几个部分： 第一部分：在研究和分析永磁同步电机的数学模型、不同矢量控制策略以及不同调速控制方法的基础上，结合系统所用的永磁同步电机的转子结构，确定系统采用id=0和弱磁控制相结合的矢量控制策略和采用SVPWM(Space VectorPulse Width Module)技术进行调速控制。 第二部分：首先，根据系统的实时性控制要求和对不同型号DSP的性价比分析，选用TMS320LF2407A DSP芯片作为系统的核心控制器，并结合系统所采用的控制策略和调速控制方法、永磁同步电机控制的特点以及系统所要求的硬件功能，同时考虑用软件实现部分硬件功能和采用CAN(Controller Area Network)总线作为系统的通信，以进行系统的硬件总体方案设计；其次，根据系统所用电机的功率和调制频率以及对不同功率开关管的性价比分析，选用IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor)作为逆变电路的功率开关管，并对实现系统的各功能硬件电路进行设计；最后，对硬件电磁兼容设计加以介绍。 第三部分：首先，根据系统所设计的硬件和所要求的软件功能，结合软件模块化结构设计的思想，将软件从整体上分为主程序模块、定时器中断处理模块、故障处理模块和CAN通信模块；其次，根据电动汽车对永磁同步电机控制系统的要求，并结合PI调节器的功能，进行系统实现SVPWM控制的软件总体方案设计，并对各软件功能模块进行程序设计；最后，对软件抗干扰设计进行介绍。 第四部分：根据所采用的控制策略、电机的数学模型以及SVPWM调速控制原理，在Matlab/Simulink环境下建立系统的仿真模型，同时对系统模型进行在不同工况下的仿真研究，并将仿真结果与部分实验结果进行比较和分析。 经仿真和初步实验表明，采用id=0和弱磁控制相结合的矢量控制策略是可行的，在SVPWM调速控制下的永磁同步电机系统具有响应速度快、动态性能好以及良好的加速能力等优点。为今后进一步的研究奠定了一定的基础。 |
| 作者： | 陈方辉 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 冉振亚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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