基于DSP的電動汽車無刷直流電機驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計與仿真研究.pdf

1、隨著汽車科技的進(jìn)步和數(shù)量的增加,以發(fā)動機為動力源的傳統(tǒng)汽車面臨日益嚴(yán)峻的能源枯竭和環(huán)境污染等問題,使其發(fā)展受到一定限制,電動汽車是一種無污染和多能量源的新能源車輛,將成為汽車工業(yè)未來主流的發(fā)展方向。電機驅(qū)動控制系統(tǒng)作為電動汽車的核心部分,它的設(shè)計直接影響到車輛的動力性及續(xù)駛里程。無刷直流電機具有結(jié)構(gòu)簡單、運行效率高、無勵磁損耗及調(diào)速性能好、起動轉(zhuǎn)矩較大等特點,是電動汽車驅(qū)動電機的理想選擇。
　　本文以電動汽車電機驅(qū)動控制系統(tǒng)為研究

2、對象,設(shè)計基于DSP的無刷直流電機控制系統(tǒng),利用不同控制策略對其進(jìn)行仿真研究。主要進(jìn)行了以下研究工作:
　　首先,對無刷直流電機的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行簡單介紹,制定了電機控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制方案。
　　其次,分析和設(shè)計了無刷直流電機控制系統(tǒng)的硬件電路和軟件程序。以電機控制專用DSP芯片TMS320LF2407A為核心,在整個系統(tǒng)硬件構(gòu)架的基礎(chǔ)上設(shè)計了DSP外圍電路、信號檢測和調(diào)理電路、故障報警電路和信號隔離電路、功率驅(qū)動

3、電路、通信電路;同時,按照模塊化結(jié)構(gòu)思想,對系統(tǒng)軟件設(shè)計的軟件結(jié)構(gòu)、主程序模塊、中斷子程序模塊和控制算法進(jìn)行了簡單的分析,并設(shè)計了各個程序流程圖。
　　另外,針對無刷直流電機傳統(tǒng)數(shù)學(xué)建模分析方法具有復(fù)雜性的不足,在分析無刷直流電機物理模型的基礎(chǔ)上,采用鍵合圖方法對電機進(jìn)行建模。在對鍵合圖模型分析時,與采用傳統(tǒng)的推導(dǎo)狀態(tài)方程方法不同,根據(jù)簡單的對應(yīng)關(guān)系將鍵合圖直接轉(zhuǎn)化為方塊圖,然后轉(zhuǎn)化為 Simulink仿真模型,之后聯(lián)合建立的控制

4、器仿真模型得到最終的無刷直流電機控制系統(tǒng)仿真模型。
　　最后,詳細(xì)闡述了模糊自適應(yīng)PI控制器的設(shè)計,并且針對常規(guī)模糊PI控制器參數(shù)缺乏自調(diào)整能力的不足,利用粒子群算法對設(shè)計的模糊自適應(yīng)PI控制器的量化因子和比例因子進(jìn)行尋優(yōu)。在MATLAB/Simulink環(huán)境下采用三種不同的控制方案對無刷直流電機控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究。仿真結(jié)果表明,與PI控制和常規(guī)模糊PI控制相比,PSO優(yōu)化模糊PI控制具有較好的魯棒性和動、靜態(tài)性能,對于無刷直流