电动汽车用永磁同步电机仿真及其控制策略研究

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1、上海交通大学硕士学位论文电动汽车用永磁同步电机仿真及其控制策略研究硕士研究生：杜翔宇学号：1120319050导师：李旭光副教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：电子信息与电气工程学院答辩日期：2015年1月16日授予学位单位：上海交通大学DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterResearchonSimulationandControlStrategyofPMSMforElectricVehicleCa

2、ndidate：DuXiangyuStudentID:1120319050Supervisor：Prof.LiXuguangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：SchoolofElectronicInformationandElectricalEngineeringDateofDefence：Jan16,2015Degree-Conferring-Institution：

3、ShanghaiJiaoTongUniversity上海交通大学硕士学位论文电动汽车用永磁同步电机仿真及其控制策略研究摘要电机及其驱动系统是电动汽车的重要组成部分。永磁同步电机体积小、重量轻，功率密度较高，具有较高的效率，适用于电动汽车。电动汽车的运行状况极为复杂，在运行过程中其实际参数与电机的运行状况有关。永磁同步电机的控制方法依赖于对电机参数的准确计算，参数的不准确将会导致控制性能的下降，甚至导致电机失控。对考虑饱和状况的永磁同步电机及其控制方法进行研究，不仅能够提高饱和状态下控制系统的控制效果，同时也能

4、通过该模型为研究控制策略的实际控制效果提供参考。本文研究了永磁同步电机建模及其控制策略,完成了以下工作。在建立线性模型的基础上，通过有限元计算，分析在全工作范围内永磁同步电机的交、直轴电感参数，建立了Simulink环境下的永磁同步电机的非线性模型。在分析线性模型的最大转矩电流比（MTPA）控制方法的基础上，阐述了参数变化对MTPA控制的影响，建立了基于永磁同步电机非线性模型的MTPA控制方法及其Simulink仿真控制系统。本文将模糊PI控制引入永磁同步电机的非线性模型控制系统中，设计了模糊PI控制器，对模

5、糊PI控制下的非线性永磁同步电机系统的性能进行了仿真研究。通过仿真实验，对改进的MTPA控制方法与常规MTPA控制方法，模糊PI控制方法与常规PI控制方法进行了对比，验证了改进的控制方法和模糊PI控制方法在非线性永磁同步电机控制上的有效性。关键词：永磁同步电机，饱和，仿真模型，MTPA，模糊PII上海交通大学硕士学位论文ResearchonSimulationandControlStrategyofPMSMforElectricVehiclesABSTRACTMotoranditsdrivingsystema

6、reimportantpartsofelectricvehicles.Permanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)hasadvantagesofsmallvolume,lightweight,highpowerdensityandhighefficiency;therefore,itissuitforelectricvehicle.But,astheworkingstatusoftheelectricvehicleiscomplexandPMSMisatypicalnonline

7、arcontrolobject,theactualparametersofthemotorwillchangeaccordingtotheoperationstatus.ThecontrolmethodofPMSMdependsontheaccurateparametersofthemotor;theinaccurateparameterswillleadtopoorcontrolperformance,eventhemotormaybeoutofcontrol.Asaresult,researchingth

8、esimulationofPMSManditscontrolmethodwillimprovetheperformanceofcontrolmethodandgiveawaytoevaluatetheactualperformanceofcontrolsystem.ThispaperresearchesthemodelingandcontrolstrategyofPMSMandcompletesth