[【李黎 5.10】重庆大学硕士学位论文

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1、馈能的交流DTC控制底盘测功机系统重庆大学硕士学位论文学生姓名：导师姓名：教授专业：控制理论与控制工程学科门类：工学　重庆大学自动化学院二O一O年四月Power-fedandDTCControlledACChassisDynamometerSystemAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofEngineeringbySupervisor:Prof.Major:ControlTheoryandEngineeringCollegeofA

2、utomationofChongqingUniversity,Chongqing,China.April,2010中文摘要摘要底盘测功机是一项重要的室内整车检测设备，可以实现不解体检测整车的各种性能，如动力性能、排放工况及汽车故障诊断等多种用途。作为现代电测技术和计算技术结合的产物，将整车路测以室内台测模拟方式实现，使整车检测技术得到快速的发展，尤其在检测精度和检测数据可重复性方面得到了极大的改进。随着我国汽车工业的迅猛发展，我国现已成最大的汽车消费市场和生产市场，对汽车性能和品质要求越来越高，因而对测功机功能和性能方面需求随之提高。由于核心技术受到国外公司的封锁，自主研制新型能

3、够满足全功能检测的整车底盘测功机是当前研究的一项紧迫的研究任务。近年来以IGBT为代表的高速、大功率电力电子技术出现和计算机性能和控制技术的快速发展，使交流变频底盘测功机成为底盘测功机研发的主趋势。鉴于此，本文在研究交流异步电机直接转矩控制和三相PWM整流器基础上构造实现馈能的交流直接转矩控制（DTC，directtorquecontrol）底盘测功机系统。为了实现整车路试和台试两种测试方式的等效，分别建立在道路测试和在底盘测功机上行驶动态模型，分析对比两种模型建立在底盘测功机行驶的阻力加载模型，补偿底盘装置的阻力加载。在阻力加载中为了实现无级惯性阻力模拟取代传统机械模拟方式，采

4、用电模拟方式模拟惯性加载。另外，从仿真角度对整车性能试验进行仿真研究，实现了整车加速、制动的动态过程。为克服当前电惯性模拟方式中的转矩响应滞后、转矩脉动等问题，电机主控制系统中采用“交-直-交”控制方式，分为电网侧控制系统和电机侧控制系统。网侧电压源型整流器（VSR，voltagesourcerectifier）变换器采用定子电压矢量定向控制的空间矢量PWM（SVPWM，spacevectorPWM）技术，通过双闭环、解耦和前馈控制策略实现网侧电流控制和能量回馈。电机侧VSR变换器采用转矩预测的DTC控制技术，选择SVPWM作为转矩控制的调制策略。在以上分析研究的基础上，结合底盘

5、测功机系统传动理论，构建系统电气传动模型，对底盘测功机的整体性能进行仿真分析。在仿真过程中，研究了底盘测功机的能量双向流动机制和单位功率因数的PWM变流技术的可行性。此外，分析了底盘测功机系统在空载和加载两种状态下的速度响应和转矩响应情况。分析结果表明可以系统在不同的转矩和转速需求下，都可以在保持单位功率因素下实现快速的静态和动态响应。最后，结合先进测试技术，完成系统设计。软件利用LabVIEW作为系统平台，采用多线程的设计思路，实现电机主控制系统的相关算法，89中文摘要设计整车性能试验的测试系统，给出测试主界面。硬件采用NI高速采集卡和控制器及智能功率模块（IPM，intell

6、igentpowermodule），通过改进的DTC算法快速跟踪系统计算转矩值，实现测功机阻力转矩的实时加载。对比计算结果与试验实测值，表明该系统可以达到要求的响应速度和精度。关键词：交流底盘测功机，整车性能仿真，SVPWM调制，DTC控制，转矩预测控制89英文摘要ABSTRACTThechassisdynamometerisakindofcoreindoor-frame-testequipment,whichcanrealizethefullfunctionvehicleperformancetestwithoutdisassemblingit,suchas:dynamicpe

7、rformance,exhausttest,automobiledetectionordiagnosis.Withthecombinationofmodernelectricalmeasurementtechnologyandcomputertechnology,thechassisdynamometercarriesouttheindoor-frame-testinplaceoftheoutdoor-road-test.Thischangenotonlyspeedsupthed