電動汽車開關磁阻電機驅(qū)動控制系統(tǒng)研究.pdf

1、電動汽車作為智能電網(wǎng)的重要組成環(huán)節(jié)，也代表著未來汽車行業(yè)的研究方向，其電機控制技術作為電動汽車的三大關鍵技術之一，越來越受到重視。電機的驅(qū)動控制效果直接影響電動汽車的行駛性能。開關磁阻電機因為具有低成本、高效率和高可靠性等優(yōu)點，是一種極有潛力的電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)。本文針對電動汽車用開關磁阻電機驅(qū)動控制系統(tǒng)，以提升電機調(diào)速性能和抑制轉(zhuǎn)矩脈動作為主要控制目標，在控制策略和軟硬件設計等方面作深入的研究和開發(fā)。
　　由于結(jié)構(gòu)特點，開關磁阻電

2、機本身是一個高階、強耦合、非線性的多變量復雜系統(tǒng)，且有較強的輸出轉(zhuǎn)矩脈動。開關磁阻電機調(diào)速系統(tǒng)的控制方法多為固定開通關斷角的典型線性控制，將電機簡化為線性系統(tǒng)來設計控制器。這種設計方法忽略了開關磁阻電機的非線性特性、參數(shù)的不確定性以及負載轉(zhuǎn)矩的未知干擾，導致系統(tǒng)的魯棒性和穩(wěn)定性差。固定開通關斷角的控制方式也難以達到電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的性能需求。本文針對開關磁阻電機的非線性磁鏈解析模型設計了自適應反步法非線性速度控制器，并提出了轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制

3、策略改善電機的效率和轉(zhuǎn)矩脈動問題。
　　不同于線性簡化模型，本文基于開關磁阻電機實驗樣機的有限元分析磁鏈數(shù)據(jù)，利用Levenberg-Marquardt算法辨識建立了樣機的非線性磁鏈解析模型。以轉(zhuǎn)速跟蹤作為控制目標，考慮未知負載轉(zhuǎn)矩的不確定干擾以及參數(shù)的不確定性，基于Lyapunov理論設計了自適應反步法速度控制器及參數(shù)自適應更新法則。并研究開通關斷角度對相電流波形、系統(tǒng)效率和轉(zhuǎn)矩脈動的影響，提出了一種基于角度自調(diào)節(jié)策略的轉(zhuǎn)矩優(yōu)化

4、控制器。在Matlab軟件中建立了開關磁阻電機整體驅(qū)動控制系統(tǒng)模型，就以上研究進行了仿真論證。仿真表明，本文所設計的非線性速度控制律具有很好的調(diào)速性能，且轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩針對不確定干擾具有更強的魯棒性和穩(wěn)定性，轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制器能夠顯著提高電機效率并減小轉(zhuǎn)矩波動。
　　針對實驗樣機設計了開關磁阻電機驅(qū)動控制系統(tǒng)的各軟硬件功能模塊，選用DSP TMS320F2812作為數(shù)字控制器，搭建了驅(qū)動控制系統(tǒng)實驗平臺，通過相關實驗進一步驗證了提出的轉(zhuǎn)矩