学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于DSP的电动汽车用开关磁阻电机控制系统开发

作　者: 戚永武
导　师: 张炳力
学　校: 合肥工业大学
专　业: 车辆工程
关键词: 电动汽车开关磁阻电机驱动系统直接瞬时转矩控制 DSP
分类号: U469.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 60次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

为了实现交通运输领域的可持续发展,电动汽车技术已经成为当今及未来很长一段时间内世界各国的发展重点,而作为电动汽车三大关键技术之一的电机驱动技术,也得到了广泛的重视。开关磁阻电机(SRM)具有结构简单、性能优异、成本低和可靠性高等优点,是一种潜力很大的电动汽车用驱动电机,在未来车用电机驱动系统市场占有重要地位。为了改善SRM的转矩脉动和效率问题,促进SRM的应用与推广,本文依托安徽省科技计划项目,对电动汽车用开关磁阻电机驱动系统(SRD)进行研究与开发。首先,根据SRM的结构和基本运行原理,分析产生转矩脉动和电磁噪声的原因；根据电动汽车的复杂工况及其对电机驱动系统的性能要求,总结了电动汽车用SRD系统的关键问题,确定了本研究中SRD系统的控制目标。其次,建立了SRM的数学模型,包括磁链方程、电磁方程和机械方程等；并对电机运行参数和运行特性进行定性的分析,得到相关参数的线性表达式,包括绕组电感和电流等。再者,提出了优化的电动汽车用SRD系统直接瞬时转矩控制策略,包括转速调节、瞬时转矩调节和角度优化等模块,兼顾了SRM的转矩脉动以及效率问题；利用MATLAB/Simulink搭建整个控制系统的仿真模型,验证并优化所设计的控制策略,仿真结果表明所设计的策略能够实现SRM的瞬时转矩闭环控制,在保证动力性的前提下改善了电机的转矩脉动和效率。最后,针对4kW电动汽车用6/4极SRM,基于DSP芯片和CCS软件开发环境,对控制系统进行了软、硬件设计;并对SRD系统进行样机测试和整车试验,进一步测试并优化其性能,试验结果表明所设计的驱动系统能够满足设计的基本性能指标。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
致谢  8-15
第一章绪论  15-21
  1.1 引言  15-16
    1.1.1 国外电动汽车发展现状与趋势  15-16
    1.1.2 国内电动汽车发展现状与趋势  16
  1.2 电动汽车电机驱动系统  16-18
    1.2.1 电动汽车电机驱动系统应用现状  17
    1.2.2 电动汽车电机驱动系统发展趋势  17-18
  1.3 车用开关磁阻电机驱动系统  18-19
    1.3.1 车用开关磁阻电机驱动系统研究现状  18
    1.3.2 车用开关磁阻电机驱动系统研究方向  18-19
  1.4 课题来源和主要研究内容  19-21
    1.4.1 课题来源和意义  19-20
    1.4.2 课题主要研究内容  20-21
第二章 SRM的数学模型建立  21-29
  2.1 SRM的结构和原理  21-22
    2.1.1 SRM的基本结构  21
    2.1.2 SRM的运行原理  21-22
    2.1.3 SRM的优缺点  22
  2.2 SRM的数学模型  22-28
    2.2.1 SRM的基本方程  22-24
    2.2.2 SRM的线性模型  24-28
  2.3 小结  28-29
第三章电动车用SRM控制策略设计与仿真研究  29-50
  3.1 SRM基本控制方式  29-32
    3.1.1 电流斩波控制方式  29-30
    3.1.2 角度位置控制方式  30-31
    3.1.3 电压控制方式  31-32
  3.2 电动车用SRM控制策略设计  32-41
    3.2.1 直接瞬时转矩控制策略  32-33
    3.2.2 DITC系统设计  33-38
    3.2.3 DITC系统的优化  38-41
  3.3 SRD系统仿真模型搭建  41-45
    3.3.1 概述  41
    3.3.2 SRM  41-42
    3.3.3 功率变换器  42-43
    3.3.4 转速控制单元  43
    3.3.5 转矩分配单元  43-44
    3.3.6 转矩滞环单元  44
    3.3.7 角度优化单元  44
    3.3.8 总体仿真模型  44-45
  3.4 仿真试验与结果分析  45-48
    3.4.1 空载试验与结果分析  45-46
    3.4.2 负载试验与结果分析  46
    3.4.3 优化结果对比与分析  46-48
  3.5 小结  48-50
第四章电动车用SRD系统软硬件设计  50-61
  4.1 SRD系统的构成  50-51
  4.2 SRD系统的硬件设计  51-57
    4.2.1 SRM  51
    4.2.2 主控芯片及接口  51-53
    4.2.3 功率变换器及其驱动电路  53-56
    4.2.4 信号检测电路  56-57
  4.3 SRD系统的软件设计  57-59
    4.3.1 初始化子程序  58
    4.3.2 主程序  58
    4.3.3 键盘监视子程序  58-59
    4.3.4 相逻辑判断子程序  59
  4.4 小结  59-61
第五章基于DSP的电动车用SRD系统试验  61-67
  5.1 SRD试验系统  61
  5.2 SRD系统试验  61-64
    5.2.1 SRD系统基本参数  61-62
    5.2.2 SRD系统性能试验方案  62
    5.2.3 试验结果与分析  62-64
  5.3 样车性能试验  64-66
  5.4 本章小结  66-67
第六章总结与展望  67-69
  6.1 全文总结  67
  6.2 论文的创新点  67-68
  6.3 展望  68-69
参考文献  69-72
硕士期间发表的论文及科研成果  72

基于DSP的电动汽车用开关磁阻电机控制系统开发

内容摘要

全文目录

相似论文