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开关磁阻电机是上世纪70年代兴起的一种新型机电能量转换装置,具有结构简单坚固、成本低、高容错运行能力、低速高转矩能力、高能量密度和高温运行能力等突出优点。汽车ISAD(Integrated Starter Alternator Damper)系统是一种起动、助力、发电、阻尼多功能一体化的系统。将开关磁阻电机应用于混合动力汽车ISAD系统已成为近年来国内外汽车技术的研究热点之一。本文主要研究开关磁阻电机在汽车ISAD系统中的应用。结合ISAD系统的功能与特点,建立开关磁阻电机在电动与发电状态下的数学模型。分别提出了开关磁阻电机在起动、助力、发电、阻尼四种工作模式下的最优激励参数判别标准,并以此为基础来构造其控制策略。借助MATLAB及其SIMULINK仿真工具箱,通过仿真验证了控制策略的有效性和合理性。在此基础上,构建了二种开关磁阻电机起动/发电实验平台,进行实验验证:1.利用复杂可编程逻辑器件CPLD纯硬件控制器实现开关磁阻电机起动/发电的实验平台方案。完成了开关磁阻电机起动/发电系统纯硬件控制器(包括Altera公司MAX7000S系列的CPLD芯片EPM7128SLC84-15内部逻辑电路、模拟测速电路、外围角度调节电路及信号检测电路等)和功率变换器的具体设计,并利用一台三相6/4结构的样机进行了一系列的实验,包括电机堵转实验、电动实验、开环发电和闭环发电等。根据相关实验数据及电流波形,详细讨论了纯硬件控制系统的运行特点,验证了以纯硬件方式实现开关磁阻电机起动/发电控制系统的可行性和正确性。研究结果表明,本文提出的车用开关磁阻起动/助力/发电机一体化方案在实践上是可行的,数字控制器和控制算法是正确有效的。2.基于DSP芯片TMS320F240和CPLD芯片EPM7128S为核心的DSP+CPLD数字控制器实现开关磁阻电机起动/发电的实验平台方案。结合ISAD系统的功能特点与要求,讨论了12/10结构的开关磁阻电机在电动、助力、发电工作模式下的控制策略。完成了以DSP为核心、CPLD为辅助的车用12/10开关磁阻电机数字控制系统的软硬件设计,对数字控制系统进行调试和优化,实现了样机系统的起动、助力、发电等一体化功能。进行了一系列实验,给出了试验数据和波形以及分析结论,实验结果证明了车用开关磁阻起动/助力/发电机一体化方案在实践上的可行性,以及控制系统和控制方法的正确性、有效性。本文围绕ISAD系统研究所进行的创新工作主要体现在以下几个方面:1.本论文在国内首先开展了汽车用开关磁阻电机ISAD系统的研究工作,提出了开关磁阻电机在ISAD系统的不同工作模式下的最优激励参数判别标准与及其控制策略。2.本论文首次开展了对12/10结构开关磁阻电机起动/发电系统的研究工作,积累了宝贵的经验。3.本论文首次采用基于CPLD的纯硬件控制系统对开关磁阻电机ISAD系统进行控制,简化了系统结构,提高了系统的可靠性和实用性。尤其是基于CPLD的纯硬件开关磁阻电机角度位置控制电路,具有优异的控制效果。4.本论文首次采用基于DSP+CPLD的控制系统对开关磁阻电机ISAD系统进行控制,简化了系统结构,提高了系统的性能和可靠性。