混合动力汽车电机驱动先进控制算法的研究

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1、UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目混合动力汽车电机驱动先进控制算法的研究学科专业控制科学与工程学号201221250131作者姓名______________郭东山______________指导教师李辉教授独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而

2、使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：魏山日期：2〇15年6月5日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。分类号密级注UDC1学位论文混合动力汽车电机驱动先进控制算法的研究（题名和副题名）郭东山（作者姓名）指导教师李辉教授电子科技大学成都（姓

3、名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业控制科学与工程提交论文日期2015.3.1论文答辩日期2015.5.26学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月22日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHONMOTORDRIVEWITHADVANCEDCONTROLALGORITHMOFHYBRIDELECTRICVEHICLEAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:ControlSc

4、ienceandEngineeringAuthor:DongshanGuoAdvisor:ProfessorHuiLiSchool:SchoolofAeronauticsandAstronautics摘要摘要混合动力汽车作为解决传统汽车面临的能源问题和环境污染问题的新型节能产品，现在已经成为世界各国汽车行业的研究热点。永磁同步电机功率密度高、调速性能良好，成为混合动力汽车的首选驱动电机。因此，研究永磁同步电机控制算法具有较高的理论和现实意义。目前，在交流驱动领域中矢量控制和直接转矩控制是两种典型的控制方案。矢量控制系统结构复杂，控制精度高，

5、系统稳态运行平稳。常用的电流策略有id=0控制和MTPA控制。运用MATLAB/Simulink仿真软件对两种策略进行建模，分析发现MTPA控制比id=0控制复杂，但能够充分利用磁阻转矩，具有一定的优势。由于逆变器性能的限制，如果电机达到基速后继续提速，转矩将迅速下降。为了拓宽电机的调速范围，提出了基速以上采用弱磁增速进行优化的方案。建立了弱磁控制的系统模型，得到系统的转矩、转速、三相电流等仿真波形，分析得知电机电流矢量达到了预先设计的弱磁运动轨迹。直接转矩控制系统结构简单、动态响应迅速、对参数的鲁棒性好。但是传统的纯积分磁链观测器存在积分

6、初值与直流分量造成的累积误差，导致电机的磁链和转矩脉动较大。为了提高系统稳定性，提出了两种改进型的磁链观测器：一阶低通滤波器和幅值限定补偿积分器，并设计其算法方案。进行Simulink建模仿真，通过对结果的评估得知，一阶低通滤波磁链观测器在电机低速时存在失真，而幅值限定补偿磁链观测器可以观测到更准确的磁链值，使转矩与磁链脉动明显减小，有利于系统稳定运行。最后，基于dSPACE半实物仿真平台搭建了矢量控制和直接转矩控制的算法控制模型，并进行结果分析。通过电机实物控制实验，验证了本文所提出优化方案的可行性和有效性。关键词：永磁同步电机；矢量控制

7、；弱磁控制；直接转矩控制；磁链观测器IABSTRACTABSTRACTTheHybridElectricVehicle(HEV),whichisconsideredasanewenergy-savingproductofautomotiveindustrytosolvetheproblemofenergyandenvironment,becomestheresearchhotspotoftheworldautomobileindustry.ThePermanentMagnetSynchronousMotor(PMSM),whichhashi

8、ghpowerdensityandgoodtimingperformance,becomesthefirstchoicefortheHEVdrivemotor.So,theres