电动汽车永磁同步电机转矩控制策略研究与实现
随着环境污染的日益加重，绿色出行的呼声越来越高，电动汽车以其运行效率高、启动加速性能好、易维护等特点逐渐成为人们的首要选择。永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）具有重量轻、可靠性好、功率密度高等优点，在电动汽车领域得到广泛应用。根据电动汽车的应用场景，永磁同步电机在额定转速以下需要输出大转矩以满足电动汽车频繁启动、爬坡等需求，当电动汽车达到额定转速后为满足其超车和加速要求，需要能够输出高转速。为了实现电动汽车永磁同步电机全转速范围的满转矩满功率稳定控制，本文在传统控制策略的基础上，设计了一种基于转速分段的永磁同步电机全转速范围转矩控制策略。本文的主要工作如下： 1.研究了永磁同步电机的物理模型、坐标变换原理及三种坐标系下的数学模型，然后分析了永磁同步电机不同转速区间主要控制策略的优缺点，针对传统控制策略的不足提出了基于转矩校准算法和变增益电流环控制算法的全转速范围转矩控制策略。 2.研究了永磁同步电机电磁转矩离线校准算法，针对永磁同步电机电磁转矩实时在线校准成本高、运算量大等问题，提出了一种基于转速分区的多元线性回归电磁转矩离线校准算法。通过对电机全转速范围进行分段处理，在不同的转速点选取不同的校准系数对电磁转矩进行离线校准，最终实现全转速范围的电磁转矩校准，同时该算法计算简单、易于工程应用。 3.为了提高永磁同步电机全转速范围内电流环的控制效果，本文设计了一种基于转速分段的变增益电流环控制算法，该算法根据电机实时运行转速自动调整电流环调节器参数。通过Matlab/Simulink对经典电流环控制算法及变增益电流环控制算法进行对比仿真，证明了变增益电流环控制算法在dq环实际电流动态及稳态控制上的优越性。 最后，通过台架实验对电磁转矩离线校准算法及变增益电流环控制算法进行验证及完善，证明了算法的有效性，并在电动汽车上进行实际行驶实验，验证了本文算法的实际应用价值。
电动汽车;永磁同步电机;转矩控制;转速分段
电子科技大学
硕士
控制科学与工程
徐红兵
2019
中文
U469.72;U463.63
2019-09-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）