电动汽车永磁同步电机驱动及控制方法研究

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1、硕士学位论文电动汽车永磁同步电机驱动及控制方法研究ONDRIVEANDCONTROLMETHODOFPERMANENTMAGNETSYNCHRONOUSMOTORUSEDINELECTRICVEHICLES王宝金哈尔滨工业大学2010年7月国内图书分类号：U463.23+4.3学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文电动汽车永磁同步电机驱动及控制方法研究硕士研究生：王宝金导师：刘志远教授申请学位：工学硕士学科：控制科学与工程所在单位：航天学院答辩日期：2010年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学Clas

2、sifiedIndex:U463.23+4.3U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringONDRIVEANDCONTROLMETHODOFPERMANENTMAGNETSYNCHRONOUSMOTORUSEDINELECTRICVEHICLESCandidate：WangBaojinSupervisor：Prof.LiuZhiyuanAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlScienc

3、eandEngineeringAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：July,2010Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要不断加剧的能源危机和环境污染，使数十年前就出现的电动汽车又一次引起了人们的广泛关注，众多世界一线汽车厂商或者推出了概念产品、或者已经设计出具备量产意义的产品。近年来我国在新能源汽车领域投入了大量的财力和物力，众多高校也参与到了国家的项目之中，目标是在

4、未来世界电动汽车领域占有一席之地，改善我国能源依赖的现状，减轻环境压力。目前，电动汽车中的电池技术和电机驱动技术是业界研究的热点。在电池技术长久没有突破的情况下，众多学者将目光集中在改善电机控制性能上。本文主要研究用于电动汽车的永磁同步电机驱动技术，从模型的分析入手，应用矢量控制技术设计实现基于MATLAB/SIMULINK并带有汽车负载的仿真模型，同时提出电动汽车永磁同步电机硬件在环仿真系统的结构。为了更好的设计和实现电机控制方法，本文首先详细分析了永磁同步电机的数学模型，分析了坐标变换的意义。针对坐标变换中功率变与不变，给出简要

5、分析，确定了全文分析所采用的坐标变换形式。本文针对电动汽车的特点，应用合适的电流矢量控制策略，提出了期望转矩输入的最大转矩电流控制和弱磁控制实现方法，简要分析了直接转矩控制方法的设计与实现，在纯软件环境下对永磁同步电机的控制策略进行了仿真。依据矢量控制理论，对本文所选用的永磁同步电机进行了分析。控制方法上，通过转矩闭环的方法减小了系统稳态误差和转矩波动，对仿真结果进行了分析。为在实验室环境下得到尽量真实的控制特性，有必要设计硬件在环的电动汽车电机控制仿真系统，本文给出了符合所选永磁同步电机电气特性、基于dSPACE快速控制原型电机控

6、制器的硬件设计。无论软件仿真还是硬件在环仿真，都不能脱离具有汽车动态特性的模拟负载，本文在第五章分析了汽车的单自由度模型并分别给出了软件和测功机实物负载的实现方法。基于前文的结果，本文最后给出了电动汽车永磁同步电机硬件在环仿真系统的设计方案，方案已经在实施阶段。关键词：永磁同步电机；矢量控制；电动汽车；硬件在环仿真I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractRisingenergycrisisandenvironmentalpollution,makingelectricvehiclesagainarisepeople'sext

7、ensiveconcern,someofthefirstclassautomobilemanufacturershavelaunchedconceptproducts.Inrecentyears,ourcountryhasbeeninvestinginthenewenergyresourcevehiclesfield,what’smoremanyuniversitiesalsoparticipatedinthenationalprojects,whosetargetistosolveourcountry’senergycrisisa

8、ndreduceenvironmentalpressures.Atpresent,thebatteryandmotordrivetechnologyarepopfields.Becauseofnobreakthroughinbatte