电动汽车异步电机控制系统的开发与研究

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1、清华大学硕士学位论文电动汽车异步电机控制系统的开发与研究姓名：谭瑞民申请学位级别：硕士专业：电气工程指导教师：瞿文龙2001.5.1中文摘要中文摘要为了使电动汽车的驱动达到高性能高效率的目的，本文对电动汽车的异步电机驱动系统进行了研究。本文首先对电动汽车的发展现状和发展趋势进行了综述，总结了电动汽车的驱动系统，包括电机、开关器件、电池以及控制策略的发展方向，提出了实现电动汽车异步电机驱动的基本思路。本论文用异步电机作为电动汽车的驱动电机，采用了转子磁链定向的滑差矢量控制来控制异步电机的输出转矩。在滑差矢量控制基本原理的基础上对算法进行了简化和推导，设计了系统的总体结构和硬件控制电路

2、。根据算法和硬件结构，编写了控制程序。本文用MCS80C196单片机为主控芯片，实现了一个数字电路和模拟电路相结合的控制系统。把转矩电流和励磁电流转换成三相给定电流的实时计算由单片机系统完成，三相电流的控制通过以PI调节器、PWM信号发生器为核心的模拟电路实现。岌系统控制软件用8096汇编语言编写。为了保证系统的可靠性，从硬件和软件两方面对系统进行了抗干扰设计藻由于滑差矢量控制系统性能对转子参数的敏感性，本文提出了一种新的方法对电机转子时间常数进行更准确有效的离线检测，并设计了一个双CPU系统分别独立完成系统的控制和转子参数的在线辨识，既保证了不会延长系统的控制周期，又实现了转子参

3、数的在线辨识和校正。怀g用这个控制系统，对一台专为电动汽车设计的轮式异步电机进行了大量的实验。通过实验和分析，证明电机转矩性能和系统效率以及系统可靠性都基本达到了设计目标。本文还对系统存在的问题进行了分析，并提出了进一步改进的意见。__关键字:电动汽车，滑差矢量控制，抗干扰，转子参数辨识一---~AbstractAbstractThedriveofaninductionmotorusedforelectricvehicles(EV)isresearchedinthispaperinordertoachievehighperformanceandhighefficiency.Firs

4、t,thedevelopmentsituationanddirectionofEVaresummarized,aswellasthedevelopmentofthemotor,powerswitchdevicesandcontrolstrategyofitsdrivesystem.ThebasicideaofinductionmotordrivesystemforEVispresented.AninductionmotorisusedasthedrivemotorofEVinthesystem,andindirectfield-orientationslipfrequencyvec

5、torcontrolmethodisadoptedtocontroltheoutputtorqueofmotor.Thealgorithmissimplifiedbasedontheprinciplesofslipfrequencyvectorcontrol.Theframeofsystemandthecontrolcircuitaredesigned.Accordingtothealgorithmandthestructureofsystem,thecontrolprogramisdesigned.Acontrolsystemwithdigitalcircuitandanalog

6、circuitcombinedisrealizedandMCS80C196isusedasthemainCPUinthesystem.Thereal-timecalculationforvectortransformationandgettingthe3-phasereferencestatorcurrentisaccomplishedthroughthesinglechipcomputer.Thecontrolofthestatorcurrentisimplementedthroughtheanalogcircuit,whichisconstitutedprimarilybyPI

7、regulatorandPWMsignalgenerator.Inordertoenhancethereliability,thesystemisdesignedtoresistthenoiseinthewayofbothhardwareandsoftware.Becausetheperformanceofvectorcontrolsystemissensitivetotherotorparameters,anewof-linemethodispresentedtoo