论文部分内容阅读
由于传统汽车带来的问题逐渐显现，各国政府都在不断加大对电动汽车研究的支持力度。其中驱动电机控制系统的性能高低直接决定了电动汽车所具有的动力特性，而内置式永磁同步驱动电动机由于具有功率密度大、运行效率高、质量轻、噪声低等优势，已经成为了电动汽车领域主流的驱动电机之一，因此本文针对内置式永磁同步电动机的驱动控制技术的研究有十分重要的工程应用价值。 在论述了内置式永磁同步驱动电机控制系统研究的相关背景及现状之后，本文首先介绍了矢量坐标变换原理及永磁同步电机处于同步旋转坐标系中的电机数学模型，完成了对电机运行时约束条件的分析及运行区域的划分，并在上述理论基础之上详细推导了永磁同步电机矢量控制电流轨迹的方程表达式，此外在深入分析了电压空间矢量PWM调制控制的基本原理之后，着重对一类新型的电压空间矢量PWM过调制控制方法进行了研究，并在MATLAB系统中进行了仿真实现。 其次，为了解决永磁同步电机矢量控制恒转矩区传统单位电流最优转矩(MTPA)控制算法对电机参数存在依赖性的问题，本文将模糊控制理论和搜索控制理论结合在一起应用到MTPA控制算法中，提出了一类模糊搜索MTPA控制方法。此外，为了改善高速弱磁区传统电压闭环弱磁控制算法的动态性能，本文在弱磁深处提出了一种响应快速的最小磁链转矩比(MFPT)前馈控制算法，优化了内置永磁同步电机的弱磁轨迹，并使用模糊PI控制器替代了传统的PI控制器在电压闭环中的应用以提高控制性能。针对上述改进部分本文在MATLAB中分别建立了仿真模型进行验证并对得到的仿真结果进行了分析，结果表明以上所提出的改进型控制算法均取得了良好的控制效果。 最后，本文以德州仪器公司生产制造的TMS320F2812型DSP芯片为主控型芯片搭建了内置式永磁同步电机的实验平台，完成了原理图、PCB板图的设计以及相关电路的测试工作，并给出了实现永磁同步电机全频率范围矢量控制的详细流程图。