【硕士论文】直接驱动永磁同步电机控制策略仿真研究与实现.pdf

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页摘要直接驱动控制系统中，永磁同步电机具有体积小，重量轻；功率因数高、效率高；控制简单，可靠性高等优点，成为了直接驱动研究领域的热点。因此，永磁同步电机控制策略的研究成为一个新的研究课题。论文对永磁同步电机的磁场定向矢量控制技术和直接转矩控制技术，进行具体研究。并将结构简单、动态响应快的直接转矩控制方式来模拟再现电动汽车传动系统特性。论文以直接驱动永磁同步电机控制策略为研究主要内容，对其设计方法和控制性能进行了较为深入的研究。从三相永磁同步电机的基本结构出发，建立电机的数学模型。分析了永磁同步电机磁

2、场定向矢量控制和直接转矩控制的基本原理，并且在理论分析的基础上，利用Matlab／Simulink工具，分别搭建了永磁同步电机磁场定向矢量控制系统和直接转矩控制系统的仿真模型，并进行仿真结果分析。介绍了电动汽车牵引特性，搭建了模拟电动汽车直接驱动的仿真系统，按照电动汽车牵引特性，发出转矩和磁通指令，设计出基于双滞环调节的恒速控制器取代传统的PI调节器，防止在不同牵引控制方式切换时转矩、磁通的较大冲击。基于永磁同步电机直接转矩控制系统的仿真来模拟再现电动汽车运行特性。基于理论研究和仿真分析，利用两电平逆变器实验平台，介绍硬件平台主电路与

3、控制电路，给出软件控制算法，实现了永磁同步电机直接转矩控制的闭环实验。关键词：直接驱动；永磁同步电机；电动汽车；磁场定向矢量控制；直接转矩控制；恒速控制；双滞环调节西南交通大学硕士研究生学位论文第1II页AbstractThepermanentmagnetsynchronousmachine(PMSM)hascometothedirectdrivefortheirmeritssuchaslowvolume，highsystemdevelopers’attentionpowerfactor,highefficiencyandsimple

4、maintenance．Rotor-flux—field-orientedvectorcontrolanddirecttorquecontrol(DTC)systemhavebeenresearched，andtractionfeaturesofelectricvehiclehasbeensimulatedbvDTCmethodwithsimplestructureandfastdynamicresponseinthispaper．BasedonthecontrolstrategyofPMSMinthedrivesystem．thet

5、hesisresearchesthedesignmethodandcontrolstrategyindetail．TheconstituteofPMSMiSintroduced．andthemathematicsmodehasbeenestablished．Thetheoryofrotor-flux。field．orientedvectorcontr01andDTCofPMSMhasbeenanalyzed．Onthebasisofprincipleanalysis，thesimulationsystemsofPMSMareestab

6、lishedbyMatlab／Simulink．Tractionfeaturesofelectricvehiclearedescribed，simulationsysteminelectricvehicleapplicationiSestablished，aconstantspeedcontrollerbasedondouble—hystereticbandadjustmentisdesigned．Throughthesmoothlyswitchingstrategy,theimpulsionsoftorqueandfluxareav

7、oidedduringtheswitchingprocess．AndthetractionfeaturesarereappearedbasedonDTCofPMSM．Accordingtotheanalysisofthetheoryandsimulation，atwo—levellabplatformiSestablished，thehardwareandcontrolcircuitsareintroducedindetail，andthecontrolsystemusingTM$320LF2407andTM$320VC33iSset

8、up，thesoftwareflowchartofPMSMcontroliSdesigned．andtheDTCschemeofPMSMisprovedbyexperimentalresults．Keywords：dir