自抗扰控制的电动汽车用PMSM DTC方法研究

发布时间：2017-07-28 16:01

  本文关键词：自抗扰控制的电动汽车用PMSM DTC方法研究

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【摘要】：当今社会汽车对人们的重要性是无法替代的,然而以烧油为主的汽车对空气的污染非常严重,同时这些污染物还导致温室效应和酸雨等环境问题,还有不可再生资源的短缺。在我们国家的环境污染中,由汽车直接导致的占着很大的一部分。所以对电动车的研究非常有意义。随着国家各种政策的出台,更加有利于电动汽车的发展。永磁同步电机除了具有直流电机的调速性能好的优势外,还具有交流电机的无刷结构、可靠运行等优势,而且高效率、高密度和小体积,成为当前电动汽车研究的热点。本文主要研究了PMSM直接转矩控制策略和它的改进方法。DTC比矢量控制有优势之处主要在结构、响应速度和对系统参数变化的鲁棒性上。DTC在当今虽然已经得到了很大的发展,但还是有诸多不完善的方面,还有很大的上升空间,如转矩和磁链脉动,逆变器开关频率波动大。本文首先介绍了电动汽车在国内和国外的发展现状,对四种电动汽车用电机进行了分析。简单的描述了PMSM的结构和分类,根据给出的空间矢量坐标关系推导出PMSM的在各坐标系下的数学模型,并分析了传统DTC的原理。提出一种消除直流偏置的新型的磁链观测器,并搭建了仿真模型进行验证。然后阐述了SVM技术,并用SVM技术取代传统DTC系统中的滞环比较器和开关表,同时针对PI参数在控制过程中很难达到很好的效果的问题,设计ADRC实现对速度环的调节。仿真结果表明,该控制方法减小了速度超调量、转矩和磁链波动。最后选择TI公司的TMS320F2812作为系统的控制芯片,设计永磁同步电机控制系统进行硬件和软件部分,并通过实验验证控制方法。
【关键词】：直接转矩 空间矢量脉宽调制 电动汽车 自抗扰控制器 永磁同步电机
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM341;U469.72
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 论文的研究背景和意义9
• 1.2 电动汽车在国内外的发展现状9-11
• 1.3 电动汽车用电机的类型的选择及其比较11-13
• 1.4 永磁同步电机控制方法13-14
• 1.5 自抗扰控制器的现状14
• 1.6 本文的主要工作14-16
• 2 电动汽车PMSM DTC系统16-29
• 2.1 永磁同步电机的数学模型16-19
• 2.1.1 永磁同步电机的结构和分类16-17
• 2.1.2 空间坐标系及坐标变换17-18
• 2.1.3 永磁同步电机数学模型18-19
• 2.2 直接转矩控制19-25
• 2.2.1 PMSM DTC的基本思想19-20
• 2.2.2 电压空间矢量作用原理20-21
• 2.2.3 滞环DTC的实现21-24
• 2.2.4 一种新型的磁链观测器24-25
• 2.3 PMSM-DTC的Matlab/Simulink仿真25-28
• 2.4 本章小结28-29
• 3 基于自抗扰控制的永磁同步电机SVM-DTC的研究29-45
• 3.1 直接转矩控制的缺点29
• 3.2 基于SVM的永磁同步电机DTC方法29-34
• 3.2.1 空间矢量脉宽调制(SVM)技术29-33
• 3.2.2 基于SVM的PMSM-DTC系统33-34
• 3.3 自抗扰控制技术的理论34-40
• 3.3.1 自抗扰控制技术介绍34-35
• 3.3.2 自抗扰控制器35-40
• 3.4 速度环中的ADRC设计40-41
• 3.4.1 ADRC的速度环改进40
• 3.4.2 基于DTC的自抗扰控制器40-41
• 3.5 PMSM的自抗扰控制系统仿真41-44
• 3.6 本章小结44-45
• 4 基于TMS320F2812的PMSM调速系统的实现45-56
• 4.1 引言45
• 4.2 系统的硬件电路组成45-51
• 4.2.1 系统主控制器46-47
• 4.2.2 智能功率模块47-48
• 4.2.3 IPM输入电路48-49
• 4.2.4 检测电路49-50
• 4.2.5 上位机通信电路50-51
• 4.3 软件的实现51-53
• 4.4 实验结果53-55
• 4.5 本章小结55-56
• 5 结论与展望56-57
• 5.1 结论56
• 5.2 展望56-57
• 参考文献57-61
• 作者简历61-63
• 学位论文数据集63

【参考文献】

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本文编号：584821