基于無位置傳感器的永磁復合輪轂電機直接轉(zhuǎn)矩控制研究.pdf

1、21世紀以來，電動汽車因其無污染、噪聲小和效率高等顯著優(yōu)勢已成為實現(xiàn)交通可持續(xù)發(fā)展的必由之路。電機驅(qū)動系統(tǒng)作為電動汽車的關鍵部件之一，便成為汽車領域的研究熱點。本文研究用新型永磁復合輪轂電機具有高效率、高功率密度、高可靠性等優(yōu)點，特別適合應用于驅(qū)動電動汽車。電動汽車對電機驅(qū)動系統(tǒng)的動態(tài)性能具有較高的要求，希望能在最短的時間內(nèi)使轉(zhuǎn)子得到響應。與矢量控制(VC)相比，直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)具有轉(zhuǎn)矩響應快、系統(tǒng)結構簡單以及對參數(shù)變化魯棒性強等

2、優(yōu)點。但傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制也存在著轉(zhuǎn)矩和磁鏈的脈動較大等問題，因而，本文對該永磁復合輪轂電機驅(qū)動控制系統(tǒng)提出了一種改進型直接轉(zhuǎn)矩控制算法。然而，實現(xiàn)該算法就需利用位置傳感器來精確地檢測出電機的位置和轉(zhuǎn)速信號，而額外的位置傳感器在電動汽車中使用時會降低整車系統(tǒng)的可靠性。為了解決這類問題，本文又對永磁輪轂電機用位置傳感器的容錯控制進行了研究。
　　首先，闡述了本課題的研究背景和意義，介紹了基于磁齒輪的永磁復合輪轂電機的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、永

3、磁同步電機控制方式、永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制的研究狀況以及無位置傳感器控制技術的研究狀況;分析了該永磁復合輪轂電機的結構特點和工作原理，并建立了該電機的數(shù)學模型。
　　其次，從理論上分析了基于SVPWM的直接轉(zhuǎn)矩控制(SVM-DTC)算法，并從減小電流直軸分量的角度，在定子磁鏈控制中采用了磁鏈自適應方法，從而降低了電機損耗，提高了電機運行效率。基于Matlab/Simulink搭建了該永磁復合輪轂電機的改進型直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真

4、模型，并對仿真結果進行了研究。
　　然后，針對傳統(tǒng)滑模觀測器存在的問題，研究了基于新型滑模觀測器的無位置傳感器控制技術，采用sigmoid函數(shù)代替了傳統(tǒng)開關函數(shù);為了解決傳統(tǒng)滑模觀測器中低通濾波器帶來的相位延遲問題，采用反電勢觀測器代替了傳統(tǒng)濾波器以獲得反電勢;同時運用了反電勢反饋增益系數(shù)的自適應算法，通過該系數(shù)的自適應調(diào)節(jié)提高了轉(zhuǎn)子位置估算的精確度。在此基礎上，搭建了基于新型滑模觀測器的永磁復合輪轂電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)仿真模型，