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车用开关磁阻电机ISAD系统的先进控制方法研究
| 论文题名： | 车用开关磁阻电机ISAD系统的先进控制方法研究 |
| 关键词： | 开关磁阻电机;先进控制;机电能量;能量转换;转换装置;控制策略;车用系统 |
| 摘要： | 开关磁阻电机是上世纪70 年代兴起的一种新型机电能量转换装置, 具有结构简单坚固成本低高容错运行能力低速高转矩能力高能量密度和高温运行能力等突出优点汽车ISAD Integrated Starter Alternator Damper 系统是一种起动助力发电阻尼多功能一体化的系统将开关磁阻电机应用于混合动力汽车ISAD 系统已成为近年来国内外汽车技术的研究热点之一本文主要研究开关磁阻电机在汽车ISAD 系统中的应用结合ISAD 系统的功能与特点建立开关磁阻电机在电动与发电状态下的数学模型分别提出了开关磁阻电机在起动助力发电阻尼四种工作模式下的最优激励参数判别标准并以此为基础来构造其控制策略借助MATLAB 及其SIMULINK 仿真工具箱通过仿真验证了控制策略的有效性和合理性在此基础上构建了二种开关磁阻电机起动/发电实验平台进行实验验证1.利用复杂可编程逻辑器件CPLD 纯硬件控制器实现开关磁阻电机起动/发电的实验平台方案完成了开关磁阻电机起动/发电系统纯硬件控制器包括Altera 公司MAX7000S 系列的CPLD 芯片EPM7128SLC84-15 内部逻辑电路模拟测速电路外围角度调节电路及信号检测电路等和功率变换器的具体设计并利用一台三相6/4 结构的样机进行了一系列的实验包括电机堵转实验电动实验开环发电和闭环发电等根据相关实验数据及电流波形详细讨论了纯硬件控制系统的运行特点验证了以纯硬件方式实现开关磁阻电机起动/发电控制系统的可行性和正确性研究结果表明本文提出的车用开关磁阻起动/助力/发电机一体化方案在实践上是可行的数字控制器和控制算法是正确有效的2. 基于DSP 芯片TMS320F240 和CPLD 芯片EPM7128S 为核心的DSPCPLD 数字控制器实现开关磁阻电机起动/发电的实验平台方案结合ISAD 系统的功能特点与要求讨论了12/10 结构的开关磁阻电机在电动助力发电工作模式下的控制策略完成了以DSP 为核心CPLD 为辅助的车用12/10 开关磁阻电机数字控制系统的软硬件设计对数字控制系统进行调试和优化实现了样机系统的起动助力发电等一体化功能进行了一系列实验给出了试验数据和波形以及分析结论实验结果证明了车用开关磁阻起动/助力/发电机一体化方案在实践上的可行性以及控制系统和控制方法的正确性有效性本文围绕ISAD 系统研究所进行的创新工作主要体现在以下几个方面1 本论文在国内首先开展了汽车用开关磁阻电机ISAD 系统的研究工作提出了开关磁阻电机在ISAD 系统的不同工作模式下的最优激励参数判别标准与及其控制策略2 本论文首次开展了对12/10 结构开关磁阻电机起动/发电系统的研究工作积累了宝贵的经验3 本论文首次采用基于CPLD 的纯硬件控制系统对开关磁阻电机ISAD 系统进行控制简化了系统结构提高了系统的可靠性和实用性尤其是基于CPLD 的纯硬件开关磁阻电机角度位置控制电路具有优异的控制效果4 本论文首次采用基于DSP+CPLD 的控制系统对开关磁阻电机ISAD 系统进行控制简化了系统结构提高了系统的性能和可靠性。 |
| 作者： | 赵德安 |
| 专业： | 电力电子与电力传动 |
| 导师： | 刘迪吉 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 南京航空航天大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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