双机械端口电机控制系统的设计与研究

论文摘要

双机械端口电机是近年来在国内外受到广泛关注的一种新型电机,主要应用于混合动力汽车的驱动系统。由双机械端口电机构成的混合动力汽车驱动系统又名“电无级变速系统”,这种系统代表着混合动力汽车发展的一种特殊方向,能让混合动力汽车结构更加紧凑、并大大减少汽车制造成本,提高能源利用效率。本文结合国内外专家学者研究的状况,参阅大量文献,对这种应用于混合动力汽车的双机械端口电机控制系统作了相关的研究和设计。本文首先介绍了国内外对于双机械端口电机构成的电力无级变速系统的研究现状和其发展前景;分析了由永磁同步电机组合模式构成的双机械端口电机的结构和数学模型,并在数学电磁模型和控制方程的基础上介绍了对其进行矢量控制的方法;在基于MATLAB软件系统上对该电机在电动汽车上运行的各种工况模式作了控制理论的仿真研究和分析。针对双机械端口电机结构模型,本文选择了基于“永磁-永磁”式的双机械端口电机拆分控制系统。针对这种简化的控制模式设计了相关的系统主功率电路和控制硬件实现电路,并设计了相关的部分控制软件。为了加快硬件设计开发进程,在主电路中选用了智能功率集成模块（IPM）和在控制电路中应用高性能控制芯片TM320F2812。本文详细的介绍了大部分主要电路的设计方法与实现电路图和主要的软件设计思想和功能程序实现方案。全文最后对双机械端口电机应用于混合动力系统的控制方法作了总结,并在此基础上提出了其发展方向和应用要点,总结了硬软件设计还需要完善改进的地方并对后续研究工作做出了展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外发展现状
• 1.3 电力无级变速系统的技术难点和发展趁势
• 1.4 本文主要研究的内容
• 2 双机械端口电机数学模型和矢量控制
• 2.1 电力无级变速系统的结构和功能介绍
• 2.2 双机械端口电机数学模型
• 2.3 电力无级变速系统的控制方法
• 2.4 本章小结
• 3 电力无级变速系统的控制仿真
• 3.1 无级变速系统控制方法与控制仿真结构
• 3.2 各种运行工况下仿真结果及其分析
• 3.3 本章小结
• 4 电力无级变速系统硬件设计
• 4.1 系统总体硬件结构设计
• 4.2 功率驱动电路设计
• 4.3 DSP 控制电路板设计
• 4.4 本章小结
• 5 系统软件设计与实现
• 5.1 系统软件整体设计思路
• 5.2 SVPWM 算法DSP 实现
• 5.3 PI 调节器实现
• 5.4 转子位置检测和速度计算
• 5.5 电流、电压采样及滤波
• 5.6 本章小结
• 全文总结
• 致谢
• 参考文献