纯电动汽车电机控制策略研究

【摘要】：降低能源消耗和减少环境污染已经成为世界经济发展的主题，世界汽车产业的发展也因此面临重大的抉择，新能源汽车逐渐受到各个国家政府和企业的关注；而新能源汽车的各项关键技术尚未成熟，作为动力源的驱动电机和电机控制技术是最为关键的两项技术，研究出安全可靠、稳定有效的电机控制系统是新能源汽车发展的重要任务。 本论文以导师科研项目“纯电动汽车控制策略研究”以及“大学生方程式赛车纯电动车”为平台，针对纯电动汽车的电机及其控制系统进行较为详细的研究，设计出了满足FSAE纯电动赛车使用的电机相关参数，根据参数选定合适的驱动电机，并建立了电机的数学模型，由数学模型搭建电机仿真模型。分析分别加入三种控制策略：PID控制、模糊控制、模糊PID控制模型的仿真结果，结果显示以模糊PID为控制的模型能够使电机发挥出最佳性能。为了使系统的稳态特性和动态特性更好，基于此最优控制策略，设计了一种新型的电机调速系统。 对电机控制策略优良的研究中的一个重要环节应该是验证环节，研究中搭建了基于CRUISE纯电动赛车的整车模型，并与Matlab/Simulink建立了联合仿真，将优化的电机控制策略加入到整车仿真模型中，通过此方法可以检测其对纯电动赛车整车性能，包括动力性能、经济性能的影响；搭建纯电动赛车电控系统实验台架，调试电控系统各部分的协同工作性能。 【关键词】：永磁无刷直流电机 模糊-PID控制策略 CRUISE整车仿真 大学生方程式纯电动赛车 电机台架试验
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 课题研究背景及意义8
• 1.2 纯电动车驱动电机及控制技术国内外研究现状8-11
• 1.2.1 纯电动车驱动电机及控制技术介绍8-9
• 1.2.2 纯电动车驱动电机及控制技术国外发展概况9-10
• 1.2.3 纯电动车驱动电机及控制技术国内发展概况10-11
• 1.3 论文主要研究内容11-12
• 2 驱动电机系统及结构12-34
• 2.1 电动汽车用电机选型12
• 2.2 永磁无刷直流电机结构与原理12-14
• 2.2.1 永磁无刷直流电机基本结构12-13
• 2.2.2 永磁无刷直流电机工作原理13-14
• 2.3 永磁无刷直流电机驱动系统数学模型14-15
• 2.4 驱动电机控制策略研究15-33
• 2.4.1 PID 控制研究15-24
• 2.4.2 模糊控制与模糊 PID 控制研究24-33
• 2.5 本章小结33-34
• 3 驱动电机双闭环调速系统控制策略研究34-42
• 3.1 电机调速系统基础34
• 3.2 双闭环调速系统设计34-41
• 3.3 本章小结41-42
• 4 电机控制策略对整车性能影响研究42-55
• 4.1 整车模型建立42-49
• 4.1.1 Cruise 软件介绍42-43
• 4.1.2 整车模型的搭建43-49
• 4.2 仿真结果分析49-54
• 4.3 本章小结54-55
• 5 电机台架试验55-66
• 5.1 电机型号选择55-56
• 5.2 电机试验台架搭建56-60
• 5.3 数据采集系统设计60-65
• 5.4 本章小结65-66
• 6 结论与展望66-68
• 6.1 结论66-67
• 6.2 不足与展望67-68
• 参考文献68-71
• 附录 台架试验数据71-73
• 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果73-74
• 致谢74-75

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