纯电动汽车PMSM控制系统的研究

【摘要】：在能源危机和环境恶化的双重压迫下，汽车工业的发展正面临着越来越严峻的考验。发展电动汽车是解决能源和环境问题的重要途径。作为纯电动汽车动力系统的核心部件，电机及电机控制系统性能的好坏直接决定整车性能。 本文选用永磁同步电机(PMSM)作为纯电动汽车驱动电机，采用DSP芯片TMS320LF2407A作为高性能控制算法的核心芯片，基于电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术和class=0矢量控制策略，研究了永磁同步电机双闭环矢量控制系统： 首先，结合PMSM自身的特点，借助PMSM在两相同步旋转坐标系(d,q)中的数学模型，通过Clark、Park以及Park逆等坐标变换，对电机的模型进行了解耦。在PMSM矢量控制原理的基础上，介绍了PMSM的双闭环矢量控制系统。 其次，结合纯电动汽车PMSM矢量控制策略，设计了控制系统的主要硬件电路。包括主回路电路、定子电流检测电路、直流母线电压检测电路、电机转速与转子位置检测电路、过流保护电路、继电器输出电路以及CAN总线通讯电路。 再次，介绍了空间矢量的概念，详细阐述SVPWM的技术原理和控制算法实现。在Matlab/Simulink环境下，搭建了基于SVPWM技术和class=0矢量控制策略的PMSM双闭环矢量控制系统仿真模型。结果表明，采用矢量控制方法设计开发的PMSM系统，响应速度快，动静态性能好，改善了PMSM的调速性能。 最后，搭建了纯电动汽车电机试验台，对所设计的电机控制系统进行了台架试验。试验结果表明，设计开发的PMSM控制系统可以满足电动汽车使用要求。 【关键词】：矢量控制 永磁同步电机 空间矢量脉宽调制 Matlab/Simulink
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U469.72;TM341
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题来源9
• 1.2 课题研究背景及意义9-10
• 1.3 永磁同步电机在汽车上的使用10-12
• 1.4 课题研究内容和安排12-15
• 第2章 PMSM 矢量控制原理15-24
• 2.1 永磁同步电动机简介15-16
• 2.2 PMSM 的数学模型16-20
• 2.2.1 三相静止坐标系下 PMSM 的数学模型16-17
• 2.2.2 两相旋转坐标系下 PMSM 的数学模型17-20
• 2.3 PMSM 矢量控制基本原理20
• 2.4 PMSM 控制系统的设计20-23
• 2.5 小结23-24
• 第3章 PMSM 控制系统硬件电路设计24-33
• 3.1 纯电动汽车 PMSM 控制器上电流程24
• 3.2 PMSM 控制系统硬件电路总体结构24-25
• 3.3 主电路设计25
• 3.4 检测电路设计25-31
• 3.4.1 TMS320LF2407A 最小系统26-28
• 3.4.2 定子电流检测电路28-29
• 3.4.3 直流母线电压检测电路29
• 3.4.4 电机转速与转子位置检测电路29-30
• 3.4.5 过流保护电路30-31
• 3.5 继电器输出电路31
• 3.6 CAN 总线通信电路31-32
• 3.7 小结32-33
• 第4章 基于 SVPWM 的矢量控制系统设计33-46
• 4.1 基本概念33-35
• 4.1.1 空间矢量的定义33-34
• 4.1.2 电压矢量与磁链空间矢量的关系34
• 4.1.3 SVPWM 优点34-35
• 4.2 SVPWM 基本原理35-37
• 4.3 SVPWM 法则推导37-41
• 4.4 SVPWM 控制算法41-45
• 4.4.1 合成矢量所处扇区判断41-42
• 4.4.2 基本矢量作用时间计算与三相 PWM 波形的合成42-45
• 4.5 小结45-46
• 第5章 PMSM 矢量控制系统的建模与仿真46-55
• 5.1 坐标系变换仿真模块47-48
• 5.2 SVPWM 模块48-51
• 5.2.1 扇区号计算模型48-49
• 5.2.2 定义 X、Y、Z 的计算模型49-50
• 5.2.3 相邻空间矢量作用时间计算模型50
• 5.2.4 不同扇区基本电压矢量切换时刻计算仿真模型50-51
• 5.2.5 生成 PWM 触发信号模型51
• 5.3 仿真结果分析51-54
• 5.4 小结54-55
• 第6章 PMSM 控制系统性能测试55-64
• 6.1 电动汽车电机试验台的搭建55-57
• 6.2 节点通信报文制定57-60
• 6.3 测试结果分析60-63
• 6.4 小结63-64
• 第7章 总结与展望64-66
• 7.1 总结64-65
• 7.2 展望65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-70
• 攻读学位期间的研究成果70

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

基于SVPWM的PMSM矢量控制系统的建模与仿真    王桂荣;李太峰;

基于Simulink的永磁同步电机控制系统仿真研究    侯利民;王巍;李洪珠;

基于SVPWM永磁同步电机磁场定向控制算法的仿真    刘宁;那日沙;王旭东;

基于DSP的PMSM控制器设计及相关问题分析    宋雪雷;王永兴;

永磁材料和永磁电机    闵琳;权利;莫会成;

基于TMS320LF2407A的SVPWM变频系统的研究及实现    卢英;陈登峰;赵亮;丁学文;

永磁同步电机无位置传感器控制系统研究    齐亮;白旭;侍洪波;

电驱工程装备中PMSM控制系统的建模仿真    丁乔;涂群章;严骏;陆影;郑烨;张恒根;

基于Matlab/Simulink表面式永磁同步电机控制系统仿真研究    王巍;侯利民;李洪珠;

基于DSP的电动车用感应电机矢量控制研究    刘娟;胡泽;庄培;

基于ADVISOR的电动汽车性能仿真研究    刘灵芝;

轮式电动车辆测试系统平台研究    丁建新;樊江滨;陈潇;刘金婧;

电动车辆整体式驱动系统设计    秦建军,蔚蕊,王跃进

并联混合动力汽车动力系统参数设计及仿真    张林;杜子学;文孝霞;栾彦龙;周均;

WG6120HD混合动力电动汽车蓄电池管理子系统的研究    杨慧萍;张亮;

ZS6900EV纯电动城市公交客车    李晓光;

基于试验的铅酸电池充放电特性模型的建立    王宏亮,崔胜民

混合动力汽车的发展现状及其关键技术    张卫青;

低污染背景下电动汽车发展的支撑系统规划探析    张晓乐;刘强;周有军;

基于Simulink永磁同步电机矢量控制系统仿真    银英君;林荣文;

基于前驱动桥的电动汽车耦合振动研究    薛玉春;薛震;张义民;

电动汽车研究与发展现状    何玉鑫;

电动汽车研究与发展现状    何玉鑫;

电动汽车动力系统关键技术发展状况    何海波;郑燕萍;

节能减排 大力发展混合动力电动汽车    张冰战;赵韩;江昊;

汽车新型动力技术现状及展望    张彦辉;

电脑织袜机伺服控制系统研究    刘长柱;

燃料电池在电动扫地车上的应用    杜荣欣;吉锋;赵志刚;

基于Advisor的纯电动汽车驱动电机性能匹配    温有东;陈德利;肖军;

中国电动乘用车市场分析    张翔;杨建中;孙伯;王佳;张长虹;

面向产品工程化的混合动力客车设计方法研究    杨钫

电动轮汽车制动集成控制策略与复合ABS控制研究    王吉

基于船舶电力推进系统直接转矩控制技术研究    赵宏革

镍氢动力电池正极极板制备工艺理论研究与装备开发    马广君

电动汽车建模与仿真的研究    张翔

基于CVT的类菱形混合动力电动汽车系统研究与仿真    钟勇

纯电动试验车及其相关技术研究    张卫钢

混合动力轿车高压电及整车碰撞安全性研究    陆勇

混合动力客车集成一体化启动—发电机技术（ISG）与监控系统研究    龚依民

电动拖拉机驱动系统研究    高辉松

永磁同步电机矢量控制调速系统研究    周好

纯电动车电池组管理系统的研究    庄益诗

BSG混合动力汽车同步电机磁场定向控制系统的研究    贾成禹

基于矢量控制的纯电动汽车永磁同步电机驱动系统研究    王迪

混合动力电动汽车再生制动控制策略研究    张宇

混合动力公交客车驱动系统仿真研究    倪定洲

基于ADVISOR的多能量源HEV仿真软件二次开发及应用研究    李宁

双轮直驱电动汽车电子差速控制的研究    王哲

数控机床伺服系统永磁同步电动机噪声与振动特性研究    余丽梅

电动汽车用动力电池电量估计算法研究及硬件实现    赵洪辉

纯电动汽车用VRLA蓄电池的研发    方明学;任安福;樊建军;

EV/HEV二次锂电池的热模拟    郭丽,彭元亭,管琤

会计实证研究方法与规范研究方法的比较    杨宗昌 ,李永红

电动汽车与电动汽车用电池    许香泉

基于SVPWM的永磁同步电机控制策略研究    赵辉;鲁超;冯金钊;

基于Anti-Windup控制器的永磁同步电机控制系统设计    于艳君;柴凤;高宏伟;程树康;

双馈电机在两相同步旋转坐标系上的仿真模型    陈显彪;吕树清;李瑾;

基于DSP的空间电压矢量法PWM的研究    王妍,杜军红,陶伟宜,陈永校

永磁同步电机矢量控制和直接转矩控制的研究    徐艳平;钟彦儒;杨惠;

基于DSP的SVPWM调制技术的研究    李峰,赵栋利,夏超英

基于DSP的异步电动机SVPWM系统研究    王潞钢

永磁同步电机控制策略研究及仿真    雷波

纯电动汽车能耗经济性评价体系初步探讨    王震坡,姚利民,孙逢春

纯电动汽车嵌入式控制系统的开发实践    李志强;钟勇;

纯电动汽车能耗经济性分析    杨磊;

纯电动汽车能耗经济性研究    杨磊;

纯电动汽车生命周期3E评价及微型化发展    刘宏;王贺武;罗茜;王瑛;欧阳明高;

时风小型纯电动汽车顺利通过国家科技部“863”课题评审    房士阁;

国家电网公司纯电动汽车研究取得重大进展    

环保型(电池+电容)纯电动汽车前景广阔    

我国纯电动汽车的发展方向及能源供给模式的探讨    张文亮;武斌;李武峰;来小康;

中大青山纯电动汽车突破续航500公里大关    路智军;

细分市场纯电动汽车研发与推广    徐占林;

浅谈纯电动汽车技术    程勇;

纯电动汽车研究与开发    李年根;

纯电动汽车电气性能测试系统设计与研究    刘保国;

纯电动汽车泊车雷达系统设计    胡杰强;王智晶;

淄博市低速纯电动汽车发展的几点思考    车胜新;

纯电动汽车的控制策略与实现    马洪涛;叶倩;

重庆公交发展纯电动汽车的一次尝试    廖涛;

纯电动汽车泊车雷达系统设计    胡杰强;王智晶;

纯电动汽车电机控制器传导性电磁干扰的抑制    陶银鹏;余强;朱德祥;

应着力发展纯电动汽车    媒体评论员 陈健敏

共建纯电动汽车示范基地及产业园    姜小莉

加速长沙纯电动汽车产业化    长沙市政协副主席 谢明德

新疆首批纯电动汽车投入使用    石怀平

山西榆次将建纯电动汽车产业园    记者 杨丽英　张春亮

政策推进难掩纯电动汽车发展困境    本报记者 刘国栋

代表建议推动纯电动汽车市场化    记者李雪梅

续航300公里纯电动汽车两年内推出    本报记者 童曙泉

陆地方舟：中国纯电动汽车领域真正的领跑者    张龙飞

纯电动汽车或插电式混动 谁才是当前购车首选？    本报记者 王禁

纯电动汽车能量管理关键技术问题的研究    石庆升

纯电动汽车电动助力转向系统机理研究与设计    曾群

基于锂离子动力电池的纯电动汽车能量管理系统控制策略与优化    董冰

纯电动汽车充电系统稳定性与谐波特性研究    李晶

两档双离合器自动变速器的纯电动汽车传动系统协调控制技术研究    顾强

纯电动汽车电液复合再生制动研究    刘志强

纯电动汽车中电驱系统设计及其控制策略研究    吴家龙

微型纯电动汽车动力系统设计    岳崇会

纯电动汽车突然失压的应急控制策略研究    乐登

纯电动汽车动力系统匹配设计与仿真研究    杨文兴

纯电动汽车远程监控系统设计及故障诊断方法研究    吴建荣

微型纯电动汽车动力性能参数匹配及仿真研究    王方

纯电动汽车整车能量建模与仿真分析    刘清虎

纯电动汽车整车性能建模与仿真    姚海峰

纯电动汽车电控系统研制    孙淼

北京纯电动汽车产业链构建研究    刘燕玲