电动汽车用开关磁阻电机低转矩脉动控制系统研究

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1、工学博士学位论文电动汽车用开关磁阻电机低转矩脉动控制系统研究高旭东哈尔滨理工大学2018年6月国内图书分类号：TM352工学博士学位论文电动汽车用开关磁阻电机低转矩脉动控制系统研究博士研究生：高旭东导师：王旭东申请学位级别：工学博士学科、专业：电力电子与电力传动所在单位：电气与电子工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TM352DissertationfortheDoctorDegreeinEngineeringResearchonLowTorqueRippleCont

2、rolofSwitchedReluctanceMotorDriveSystemforElectricVehiclesCandidate：GaoXudongSupervisor：WangXudongAcademicDegreeAppliedfor：DoctorofEngineeringPowerElectronicsandSpecialty：ElectricalDrivingDateofOralExamination：June,2018University：HarbinUniversityofScienceandTechno

3、logy哈尔滨理工大学博士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的博士学位论文《电动汽车用开关磁阻电机低转矩脉动控制系统研究》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读博士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：日期：年月日哈尔滨理工大学博士学位论文使用授权书《电动汽车用开关磁阻电机低转矩脉动控制系统研究》系本人在哈尔滨理工大学攻读博士学位期间在导师

4、指导下完成的博士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密，在年解密后适用授权书。不保密√。（请在以上相应方框内打√）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日电动汽车用开关磁阻电机低转矩脉动控制系统研究摘要新能源汽车的普及推广既是世界汽车工业

5、发展的战略目标，也是我国十二五规划中的首要任务之一。作为新能源汽车的典型代表，针对电动汽车关键技术进行深入研究极具现实意义。其中，电驱动系统是电动汽车研究领域的三大核心技术之一，如何更为合理地选择驱动电机无疑是其中至关重要的一环。开关磁阻电机具有结构简单、成本低廉、允许有较高温升、适合高速、超高速运转、容错能力强以及运行期间具有较高的系统效率等诸多优点，目前已经成为电动汽车电驱动控制系统的首选机种之一，相关核心技术的研究已经成为业界关注的热点。开关磁阻电机独特的双凸极结构及脉冲供电方式导致其存在着较为明显的转矩脉动，这成为

6、其最为显著的缺点。本文针对电动汽车用开关磁阻电机驱动控制系统(SRD)，围绕SRM非线性建模、转矩脉动抑制策略及转子位置检测三个方面进行相关研究，最终实现有效地抑制其转矩脉动以满足乘坐的舒适度要求。本文首先采取有限元计算与实验测试相结合的方法，获取开关磁阻电机的静态电磁特性。在此基础上重点开展基于支持向量机的SRM非线性建模方法的研究，建立了磁链和转矩特性的最小二乘支持向量机模型(leastsquaressupportvectormachine，LS-SVM)。基于当前相关研究成果，针对小样本训练、具有明显非线性特征、具有

7、较高维数以及解决局部极小值等诸多常见问题，较之于其他类型的非线性建模方法，支持向量机具有其鲜明的特色与独具的优势。通过与实测数据进行比较，可以证明本文所建最小二乘支持向量机模型具有较高的精度，并且其泛化能力良好。本文围绕开关磁阻电机基本型直接转矩控制存在的转矩脉动较为明显的问题展开研究，提出一种改进型直接转矩控制方法(directtorquecontrol，DTC)。通过在换相区间合理地引入空间电压矢量，构建了基于换相区的改进型电压矢量选择表，从而有效地克服了基本型DTC在换相区间存在的主要缺点；针对基本型DTC、电流斩波

8、控制(CCC)、改进型DTC三种控制方法，分别建立了SRD系统仿真模型完成仿真过程并进行对比分析，证实了本文提出的改进型DTC的有效性。-I-本文采用自抗扰控制策略(activedisturbancerejectioncontrol，ADRC)对系统外环进行优化，旨在提高SRD系统的转矩控制性能。首先，