電動汽車無刷直流電機控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著能源危機和環(huán)境污染的加劇，新能源汽車逐漸走進人們的視野。新能源汽車種類很多，而電動汽車做為新能源汽車的一種，被廣泛使用與發(fā)展。由于無刷直流電機(BLDCM)具有調(diào)速范圍寬、價格低、結(jié)構(gòu)簡單、方波驅(qū)動易于實現(xiàn)等特點而廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。然而，方波驅(qū)動 BLDCM時，換相電流不能突變，會產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)矩脈動，同時位置傳感器的存在會使電機結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，并且如果傳感器精度達不到要求會導(dǎo)致系統(tǒng)運行可靠性降低，這些缺點從很大程度上限制了BLDCM在

2、電動汽車領(lǐng)域的應(yīng)用。本文主要針對BLDCM驅(qū)動控制系統(tǒng)進行了設(shè)計與研究。
　　首先，本文比較了 BLDCM和永磁同步電機(PMSM)結(jié)構(gòu)上的差異，針對BLDCM在方波驅(qū)動方式下轉(zhuǎn)矩脈動大的問題，深入分析了轉(zhuǎn)矩脈動產(chǎn)生的原因，并嘗試將適用于PMSM的正弦波驅(qū)動方法運用到BLDCM驅(qū)動控制系統(tǒng)中，本文采用了基于空間電壓矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的矢量控制策略來實現(xiàn)BLDCM的正弦波驅(qū)動控制，構(gòu)建了 BLDCM矢量控制系統(tǒng)，通過與方波驅(qū)

3、動控制方法進行仿真對比，驗證了矢量控制策略能夠有效削弱轉(zhuǎn)矩脈動，實現(xiàn)電機的低轉(zhuǎn)矩紋波、小噪音和高效率的運行效果。然后，為了提高 BLDCM矢量控制的性能，本文將矢量控制系統(tǒng)中的傳統(tǒng)轉(zhuǎn)速PID控制器用模糊PID控制器所代替，通過兩種控制器的仿真對比，得出了系統(tǒng)運用轉(zhuǎn)速模糊 PID控制器之后抗干擾特性更強，電機相電流波形更加接近理想狀態(tài)，并且轉(zhuǎn)矩脈動進一步削弱。最后，本文運用反電動勢滑模觀測器(SMO)來實現(xiàn)BLDCM的無位置傳感器控制，并

4、提出了一種改進的控制函數(shù)對傳統(tǒng)SMO進行了改進。通過與傳統(tǒng)SMO進行仿真對比，驗證了改進的SMO能夠準確地估計BLDCM的反電動勢，有效地削弱抖振，無需額外增加低通濾波器，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
　　另外，本文在硬件設(shè)計上采用TI公司的TMS320F28035做為系統(tǒng)的控制核心，同時設(shè)計了DSP最小系統(tǒng)、USB轉(zhuǎn)串口電路、CAN通信接口電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、驅(qū)動電路、逆變電路、采樣電路、數(shù)字隔離電路、故障指示電路等外圍電路。在軟件設(shè)計上