陈礼敏[1]2007年在《基于DSP的混合动力汽车用永磁同步电机控制系统》文中认为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。
李成学[2]2007年在《微型电动汽车驱动控制系统研究》文中进行了进一步梳理随着石油资源的减少和人们环保意识的提高，电动汽车以其零排放、低噪音和高效率等优点而越来越受到人们的重视。当今世界各大汽车公司都已投入电动汽车的开发，我国也将电动汽车列为重大专项课题，投入大量资金用于电动汽车的研发，全球电动汽车的开发呈现一派欣欣向荣的景象。本文是关于应用于电动汽车的永磁无刷直流电机控制系统的研究，该系统以TI公司生产的电机专用DSP控制芯片TMS320LF2407为核心，组成了一套高性能的控制系统。文中在介绍永磁无刷直流电动机的特点及其控制方法的基础上，结合电力电子技术、微电子技术、专用集成芯片以及控制等理论，研究了电动汽车用永磁无刷直流电动机的运行状态以及控制方式。重点阐述了基于TMS320LF2407 DSP的无刷直流电机速度闭环控制系统的仿真系统设计，给出了系统各组成部分的工作原理及其工作流程。最后，本文在理论分析的基础上进行了相应的试验研究，给出了具体的测试数据与波形等实验结果，从而充分证实了本文所构造的控制系统的可行性和实用性。
王远[3]2011年在《稀土永磁无刷直流电机在电动汽车上的应用》文中进行了进一步梳理随着能源危机的加重和环保意识的增强,电动汽车已是未来汽车发展的趋势。它具有清洁无污染、能量来源多样化、效率高的特点,可以解决燃油汽车带来的一系列问题。但我国电动汽车技术还处在起步阶段,各方面的关键问题都亟待解决。电机及其控制技术是电动汽车的关键技术之一,是研究开发电动汽车首先需要解决的问题。永磁无刷直流电机(BLDCM)具有交流电机结构简单、运行可靠、维护方便的特点,同时还具备直流电机运行效率高、无励磁及调速性能好等优点。目前已在各领域获得了广泛应用。本文首先介绍了电动汽车的研究和发展现状,并对集中电动汽车驱动电机做了比较,论证了轮毂型永磁无刷直流电机(BLDCM)具有方便的控制和卓越的性能,是一种具有较好发展前景的电动汽车驱动电机。其次,阐述了永磁无刷电机的原理和数学模型,介绍了无刷直流电机控制系统的组成及调速原理；为验证所提出方法的有效性和可行性,使用Matlab仿真软件搭建了控制系统模型,对提出的理论进行仿真,速度环和电流环均采用PI调节器。仿真和实验的结果证明了本文所提出方法的正确性和有效性,为实际控制系统的设计提供了参考。提出了用电子差速器替代传统机械差速器的思想和设计方法,制动方面除了传统机械式制动以外还增加了能量回馈制动。在此基础上,设计了电动汽车无刷直流电机双闭环控制系统的硬件电路。在系统的硬件设计中,采用TI公司的TMS320F3812DSP芯片作为处理器,整个控制系统采取了隔离驱动方式,提高了系统的安全性和可靠性。论文详细说明了功率逆变电路、PWM信号隔离电路、电流检测电路、系统保护电路的设计过程和实现方法。最后,论文对软件部分进行了设计。软件设计方面采用模块化设计思想,程序全部采用C语言编程,论文对控制系统中各个功能模块的DSP软件实现进行了详细的介绍,利用DSP集成开发环境CCS进行软件调试,提高了开发效率。
冀国威[4]2013年在《电动汽车永磁无刷直流电机驱动控制系统研究》文中提出电动车以其低污染、低噪声及电力来源广等突出优点成为未来交通工具的发展趋势,其电机的选型和驱动系统是电动汽车技术研究的关键技术之一,对电动汽车电机驱动控制系统的研究和设计,不仅能够优化电动车驱动系统的效率,并且可以通过与能量系统的协调,提高汽车的整体性能。本文针对无刷直流电机驱动控制系统开展研究。本论文首先详细分析了无刷直流电机的工作原理、机械特性、驱动方式,并建立了无刷直流电机的数学模型。其次,针对无刷直流电机控制系统具有多变量、非线性、强耦合等特点,设计了集模糊逻辑推理、自学习能力为一体的模糊RBF神经网络控制算法,以RBF神经网络为基本结构,采用MAMDANI型模糊控制方法,将模糊规则、模糊变量和隶属度函数融合在神经网络的结构和参数中。无刷直流电机驱动控制系统采用转速和电流双闭环控制方式,速度环采用模糊RBF神经网络控制器,电流环采用PI控制器,对无刷直流电机驱动控制系统进行了高速、低速、加减速等多种工况的仿真分析,验证了模糊RBF神经网络的有效性,无刷直流电机驱动控制系统的响应速度快、调节精度高、抗干扰能力强。最后,基于DSP技术设计了电动汽车无刷直流电机驱动控制系统,完成了DSP主控电路、过压保护电路、IGBT驱动电路、转速和位置检测电路等电路和部分软件的设计。
尹桂春[5]2014年在《基于DSP的电动汽车用永磁同步电机驱动系统研究》文中提出随着经济的快速发展,人民生活水平的日渐提高,人们对汽车的需求也越来越大。全球性的环境污染和能源危机日益严重,解决这一矛盾的关键就是大力发展电动汽车,尤其对于我国这样一个人口众多而人均资源相对贫乏的发展中国家来说,发展电动汽车事业显得尤为重要。目前各国都花费大量的人力物力财力来进行电动汽车技术方面的研究工作,电动汽车在未来的汽车行业是十分具有发展前景的,是汽车发展的主流趋势。在电动汽车中,电机驱动系统的好坏不仅关系到整车的可靠性和安全性,而且决定着整车动力性能的优劣,所以电机驱动系统对电动汽车来说闲的尤为重要,本文采用具有高能量密度、高效率和较高转矩惯量比的永磁同步电机进行以下工作的研究。本文首先介绍了国内外电动汽车的发展现状,对比了电动汽车车用电机及其驱动系统,得出表贴式的永磁同步电机作为本文的研究对象,并介绍了永磁同步电机的两种主流的控制方法。接下来在理论上通过坐标变换推导出了永磁同步电机在两相旋转坐标系d-q下的数学模型。在此基础上,介绍了永磁同步电机的矢量控制的相关原理,包括空间电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)和四种主要的矢量控制方法。然后介绍了滑模变结构控制的相关理论,并对永磁同步电机矢量控制滑模控制器的设计方法进行了阐述。通过MATLAB软件分别对永磁同步电机矢量控制的转速PI控制和转速滑模变控制进行了仿真,并对这两种控制方法下的仿真结果进行了对比分析,得出滑模控制具有良好的优越性。最后对永磁同步电机的矢量控制系统进行了硬件和软件的设计。硬件电路主要包括控制系统主电路、驱动隔离电路、控制电路和采样电路。在硬件平台的基础上进行软件的设计,主要给出了主程序和中断子程序的结构框图和一些主要模块的编程框图。在此基础上,进行了实验的调试,最后给出了实验结果和波形,验证了基于DSPTMS320F2812的永磁同步电机的矢量控制方法的是正确可行的。
夏斌[6]2007年在《车用电机驱动系统》文中提出本文围绕大功率电动汽车用永磁同步电动机驱动系统的开发展开工作，主要归纳为以下叁个方面：1．根据电动汽车电机负载的运行特点，本系统以i_d=0控制为电流控制策略，同时针对电动汽车电机在复杂运行工况下，对电机转速控制性能提出的快速响应要求而采用新的转速控制策略。其核心是利用模糊逻辑处理不确定信息的能力，对比例积分速度控制器的输出进行实时校正，以提高电机控制系统的动态响应性能；2．开发了以TMS320LF2407A DSP为核心的全数字化矢量控制系统。包括系统软件设计和硬件设计两个部分。(1)完成电动汽车用永磁同步电动机驱动系统的硬件系统的搭建工作，包括：1)额定容量为75kW的大功率主电路硬件设计；2)以TMS320LF2407A DSP为核心的控制电路设计。(2)以硬件系统为平台，对基于模糊控制器的永磁同步电动机矢量控制算法进行软件实现，包括：1)为抑制电机反电动势对电流环动态性能的影响，电流环控制器采用积分分离比例积分控制器，避免增加调节器的比例、积分系数所引起的电流动态响应超调量增大的问题。2)对本文设计的模糊速度控制器进行软件实现。3)软件SVPWM的设计与实现提高了车载蓄电池的电压利用率，减小了调制电压的谐波含量。3．对所设计的电动汽车用永磁同步电动机驱动系统进行了试验验证，结果表明系统性能达到设计要求。
刘颖[7]2008年在《基于DSPF2407a的混合动力汽车电机驱动系统的分析与设计》文中研究表明混合动力汽车(HEV)是传统燃油汽车和纯电动汽车相结合的新车型,具有燃油汽车的动力性能且尾气排放量较低,是当前解决节能、环保问题切实可行的过渡方案。驱动电机作为混合动力汽车中的主要部件,在混合动力汽车中起着至关重要的作用。课题来源于国家“十五”863《电动汽车》重大专项中,长安汽车公司承担的混合动力轿车项目。核心内容为混合动力轿车驱动系统中的电机控制系统的研发。论文首先分析了混合动力汽车驱动系统的结构,比较了各种电机的特点,根据项目需求,选用中科易能公司型号为TYC1-157-267-26-C的永磁同步电机作为系统的驱动电机。建立了永磁同步电机的数学模型,并针对混合动力汽车工况要求,将矢量控制技术、SVPWM技术以及闭环控制技术应用于永磁同步电机,实现混合动力汽车电机驱动控制系统的数字控制。依据控制方案,设计开发了基于DSP的混合动力汽车电机驱动系统。选用TI公司电机控制专用芯片DSPF2407a作为控制器,叁菱IPM模块作为功率模块,并设计电压电流检测电路、转速位置检测电路、DSP接口电路及保护电路。在CCS环境下,以C语言内嵌汇编语言的方式编写了主程序、PMSM驱动子程序、故障中断程序及CAN通信程序。在测试台架上进行了电机响应性能测试、电机系统外特性(MAP)测试、电机控制精度测试及系统保护功能测试。测试结果表明系统具有较高的可靠性及较好的运行特性:基速以下输出大转矩,能适应车辆的启动、加速、负荷爬坡、频繁起停等复杂工况;基速以上恒功率运行,能适应最高车速、超车等要求,且体积小、重量轻、性价比高,完全满足汽车厂商混合动力汽车的要求。
钱春贵[8]2014年在《基于DSP的纯电动轻型卡车电机控制系统设计》文中指出纯电动轻型卡车作为城市保洁车辆，居民区物流配送车辆使用，可以有效降低对居民的噪声干扰，提高居民区空气质量，同时电动轻卡的日常使用的电费要低于油费可以降低企业的运营成本，因而得到了我国政府和企事业单位的广泛重视。电机控制系统是纯电动轻卡的关键技术之一，高效的电机控制系统可以改善车辆的动力性、经济性，减小车辆的噪声与振动，提高车辆的续航里程，在电池技术未取得突破的背景下，电机控制系统就成了电动汽车产业化的关键。本课题主要内容是为电动轻卡设计电机控制器。首先总结了电动汽车电机及其控制器的发展历史及其组成和原理，比较了国内外发展现状，分析了电动汽车用内置式永磁同步电机矢量控制基本原理。用传统的工程方法设计了电流环、速度环PI调节器，针对d、q电流相互耦合的情况进行了电压前馈补偿。而后，分析了电机在基速以下最大转矩电流比控制策略和基速以上恒功率弱磁控制策略，考虑到d、q轴的目标电流按公式计算较为复杂，数字处理芯片无法实时处理，将相关公式事先计算出结果制作成表格存入DSP2812中，利用查表的方法提高了实时控制的效果。在本课题中，电机控制器的相关控制命令来自于整车控制器通过CAN总线发来的消息，相关控制结果也通过CAN总线反馈给整车控制器。因此，本课题按照J1939的格式设计了电机控制器的CAN通讯报文。其次，根据本课题的需要设计了以TI公司DSP2812芯片为控制核心的电机控制器，包括最小系统、电源系统、智能功率单元接口、旋转变压器解码芯片AD2S1200接口等，利用MATLAB、CCS3.3等软件工具，完成了相关控制算法，软件C语言代码的设计工作。最后，通过台架试验、实车试验等方法，对电机控制系统进行了调试。
菅一凡[9]2016年在《基于CAN总线的直流无刷轮毂电机控制的研究》文中指出我国汽车行业快速发展,使得能源、环保、城市交通等问题日益严重。电动汽车以电池为主要能量来源,可以有效的减少石油的使用,从而节约能源。新能源汽车作为新兴的汽车产业,具有环保、节能的优势。在国家政策补贴与鼓励下,电动汽车得到了快速的发展。无刷直流轮毂电机具有良好的运行特性、较好的可控性、宽调速范围,无刷直流电机以良好的特性广泛的用于电动汽车电机驱动。无刷直流电机(Brushless DC motor,BLDC)控制技术已经成为当今各国研究电机工程领域的热点。本文首先对其在国内与国外的发展现状、研究成果和未来研究方向进行研究。分析了无刷直流电机的组成结构、运行原理,建立了直流无刷电机控制系统的数学模型,对电机工作原理进行了分析与推导,基于数学模型分析了无刷电机的运行特性、调速特性等性能。并使用MATLAB/Simulink仿真软件进行无刷直流电机控制系统仿真模型的设计,通过示波器观察仿真结果,检验了无刷电机控制系统设计的正确性。其次对无刷直流电机硬件电路进行了设计,本文选择DSP做主控制器,选择TMS32F28035作为主控芯片,选择IR2133作为驱动芯片,该驱动芯片具有使用较少的电源就可以完成电路设计的优点。设计了基于DSP的最小系统电路,无刷直流电机驱动电路和逆变电路,设计了电流、转速检测电路、过压过流保护电路。采用霍尔电流传感器对于两相相电流进行检测,同时使用光电编码器对转速进行了检测,完成了无刷电机系统硬件闭环电路设计。软件部分采用基于模型的设计方法,基于模型的设计有效的提高了编程效率,设计了基于模型的无刷直流电机上位机控制算法,利用Stateflow建立无刷电机运行状态图。使用MATLAB/Real-Time Workshop工具可以实现MATLAB与DSP程序一键式下载。最后通信选择CAN(ControllerAreaNet)总线通信方式,对搭建的无刷直流电机控制系统进行通信标定,验证了控制系统可行性。
胡宝兴[10]2005年在《基于DSP的电动自行车用无刷直流电机控制系统的研究》文中进行了进一步梳理近年来,随着人们生活水平和环保意识的提高,电动自行车得到了日益广泛的应用。传统的直流电机一直在电动自行车驱动系统中占据主导地位,但由于其本身固有的特性,即有机械换向器和电刷从而导致电机容量有限和可靠性不高、噪音大,迫使人们探索低噪音、高效率并且大容量的驱动电机。随着电力电子技术和微控制技术的迅猛发展而成熟起来的永磁无刷直流电机具有体积小、重量轻、效率高、噪音低、容量大且可靠性高的特点,从而使其极有希望代替传统的直流电机成为电动自行车用电机的主流。 论文提出了基于DSP芯片TMS320LF2407A的永磁无刷直流电动机的控制系统设计方案。利用DSP系列芯片进行低成本、高智能无刷直流电动机控制系统的设计,能够简化系统构成、降低系统成本、增强系统性能、满足更多应用场合的需要。本文主要从以下五个方面进行了分析与研究: (1)推导永磁无刷直流电动机的主要公式,建立其数学模型,根据其调速原理确定系统的控制结构、控制技术、控制策略及控制芯片等; (2)基于Matlab/Simulink对无刷直流电动机控制系统进行系统仿真,通过对仿真结果的分析,论证控制策略的合理性:
参考文献：
[1]. 基于DSP的混合动力汽车用永磁同步电机控制系统[D]. 陈礼敏. 武汉科技大学. 2007
[2]. 微型电动汽车驱动控制系统研究[D]. 李成学. 浙江大学. 2007
[3]. 稀土永磁无刷直流电机在电动汽车上的应用[D]. 王远. 东北大学. 2011
[4]. 电动汽车永磁无刷直流电机驱动控制系统研究[D]. 冀国威. 东北大学. 2013
[5]. 基于DSP的电动汽车用永磁同步电机驱动系统研究[D]. 尹桂春. 山东大学. 2014
[6]. 车用电机驱动系统[D]. 夏斌. 沈阳工业大学. 2007
[7]. 基于DSPF2407a的混合动力汽车电机驱动系统的分析与设计[D]. 刘颖. 中国地质大学（北京）. 2008
[8]. 基于DSP的纯电动轻型卡车电机控制系统设计[D]. 钱春贵. 南京林业大学. 2014
[9]. 基于CAN总线的直流无刷轮毂电机控制的研究[D]. 菅一凡. 天津科技大学. 2016
[10]. 基于DSP的电动自行车用无刷直流电机控制系统的研究[D]. 胡宝兴. 浙江工业大学. 2005
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