基于DSP的混合动力汽车用永磁同步电机控制系统

【摘要】： 20世纪90年代以来,为了缓解能源和环境对人类生活和社会发展的压力,“准绿色”的混合动力型汽车登上了历史舞台。混合动力汽车既克服了纯电动汽车的续驶里程短、价格昂贵等缺点,又有利于大幅度减少汽油消耗,合理利用电能,调整能源结构,为解决城市污染问题和解决一次能源的短缺开辟了一条新途径。 本论文围绕混合动力汽车用永磁同步电机控制系统的一些问题展开了研究,研究内容分为一下几个部分: 首先,分析几种常用的电机系统并结合作为混合动力汽车驱动电机的要求,指出以永磁同步电机作为混合动力汽车驱动电机的优势。 其次,根据永磁同步电机常用的控制方法和混合动力汽车电源的限制因素以及对大转矩的需求,确定在电机低速工作时采用最大转矩/电流比控制策略,高速工作时采用弱磁控制策略,并给给出了这两种控制方式下电流与转矩的关系公式。提出最大功率弱磁控制策略并给出永磁同步电机在全速范围内的电流控制策略。 最后,对电机控制方法进行了Matlab/Simulink的初步仿真,得出了该控制方式下系统的阶跃响应曲线和转矩特性曲线。最后还给出了具体的硬件电路设计及实现形式,给出了具体的实际的调试结果,从结果可以看出,本控制系统的设计是符合要求的。 【关键词】：混合动力汽车 永磁同步电机 弱磁控制 电机控制系统 DSP
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TM351
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-17
• 1.1 引言8-9
• 1.2 基于DSP 的混合动力汽车用电机驱动系统概述9-12
• 1.2.1 电机DSP 系统的特点9-10
• 1.2.2 混合动力汽车用电机特性10-12
• 1.3 国内外混合动力汽车发展现状12-14
• 1.3.1 国外情况12-13
• 1.3.2 国内情况13-14
• 1.4 国内外相关技术研究现状14-15
• 1.5 本文研究内容15-17
• 1.5.1 课题的背景和意义15-16
• 1.5.2 本论文内容和结构16-17
• 第二章 永磁同步电机的结构特点及工作原理17-24
• 2.1 引言17
• 2.2 永磁同步电机的发展概况17-18
• 2.3 永磁同步电机的结构和特点18-20
• 2.4 永磁同步电机的应用20-21
• 2.5 永磁同步电机工作原理21-22
• 2.6 永磁同步电机的控制方法22-23
• 2.7 小结23-24
• 第三章 永磁同步电机的控制系统24-34
• 3.1 引言24
• 3.2 永磁同步电机的数学模型24-28
• 3.2.1 坐标系统24-25
• 3.2.2 定子坐标系下数学模型及变换矩阵25-27
• 3.2.3 设计中的简化数学模型27-28
• 3.3 三相永磁同步电机的DSP 控制系统28-30
• 3.3.1 Park 变换及其逆变换28-29
• 3.3.2 Clarke 变换29-30
• 3.4 永磁同步电机控制系统的仿真30-33
• 3.4.1 永磁同步电机系统模型31-32
• 3.4.2 仿真结果32-33
• 3.5 小结33-34
• 第四章 永磁同步电机的弱磁控制34-43
• 4.1 引言34
• 4.2 最大转矩/电流比控制策略34-37
• 4.3 弱磁控制37-40
• 4.3.1 普通弱磁控制37-39
• 4.3.2 最大输入功率弱磁控制39-40
• 4.3.3 其它弱磁控制方法40
• 4.4 系统效率优化控制40-42
• 4.4.1 效率优化控制的实质41
• 4.4.2 影响效率优化快速性的因素41
• 4.4.3 效率优化的控制策略41-42
• 4.5 小结42-43
• 第五章 电机控制系统的设计与实现43-60
• 5.1 引言43
• 5.2 控制系统的硬件总体结构43-53
• 5.2.1 TMS320LF2407 的相关外围电路和接口43-46
• 5.2.2 霍尔信号整形电路46-47
• 5.2.3 系统保护电路47-49
• 5.2.4 电源模块的设计49-50
• 5.2.5 CAN 总线电路50-51
• 5.2.6 SCI 串口通讯51
• 5.2.7 IPM 模块51-53
• 5.3 软件设计53-59
• 5.4 小结59-60
• 第六章 总结60-64
• 6.1 硬件实物介绍60-62
• 6.2 本论文工作总结62
• 6.3 进一步工作的设想62-64
• 参考文献64-67
• 附录 攻读硕士学位期间发表的论文67-68
• 致谢68-69
• 详细摘要69-72

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