【摘 要】
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拥有不对称磁路结构的内置式永磁同步电机（Interior Permanent Magnet Synchronous Motor,IPMSM）,在永磁转矩的基础上产生磁阻转矩,使其功率密度和过载能力提高。在车辆高速或超高速行驶中可以满足更大的负载转矩,拥有更好的动态性能,使其成为纯电动汽车驱动电机的首选方案。提出一种改进单电流弱磁控制策略,交轴电压根据车速和车辆需求扭矩进行实时调整。用方程计算关系代
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（51675163）；
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拥有不对称磁路结构的内置式永磁同步电机（Interior Permanent Magnet Synchronous Motor,IPMSM）,在永磁转矩的基础上产生磁阻转矩,使其功率密度和过载能力提高。在车辆高速或超高速行驶中可以满足更大的负载转矩,拥有更好的动态性能,使其成为纯电动汽车驱动电机的首选方案。提出一种改进单电流弱磁控制策略,交轴电压根据车速和车辆需求扭矩进行实时调整。用方程计算关系代替PI调节器,消除PI调节器固有缺陷,增强系统的鲁棒性。单电流调节器解决了电机交直轴电流耦合的问题,提高了车辆在高速弱磁区的控制性能。传统IPMSM控制系统转速环PI调节器参数固定,无法根据实时工况调整参数,且参数调整难以兼顾系统的快速性和稳定性。利用模糊控制较强自适应性特点设计第一重模糊控制器,使PI参数根据工况需要实时变化,提高系统鲁棒性和响应特性。IPMSM在高速弱磁区域易受饱和效应和交叉饱和效应的影响,交直轴电感参数非线性变化,系统控制性能下降。设计第二重模糊控制器,将电感参数变化转为矢量电流调节方法,利用模糊控制来降低电感参数变化对系统带来的影响,提高系统弱磁控制性能。针对车辆驱动系统负载变化工况,在控制系统中加入Luenberger负载转矩观测器,利用其观测结果对系统电流环进行前馈修正。提高系统对负载扰动的响应速度并实现转速补偿,使其快速实现对外部负载扰动的平衡,提高系统的动态性能。本文以MTPA控制和改进单电流弱磁控制为基础,提出一种非线性双重模糊和Luenberger观测器的IPMSM弱磁控制算法,并按照模糊控制理论和Luenberger观测器原理对控制系统进行设计。在MATLAB/Simulink中搭建电机控制模型,对所提控制算法进行仿真分析和验证,并在实验台架上进行空载和带载实验验证。仿真和台架实验结果证明了本文所提控制算法的正确性和有效性。
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