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电动汽车能量优化感应电机高性能驱动控制系统的研究

作　者: 兰金奎
导　师: 佘致廷
学　校: 湖南大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 电动汽车 效率优化 模糊逻辑 感应电机 矢量控制
分类号: TM346
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


随着能源危机和环境污染等问题日益严重，电动汽车（Electric Vehicle，EV）将成为21世纪重要交通工具，但是电动汽车以蓄电池作为动力源，续航里程受到蓄电池容量的限制。提高电动汽车电机驱动系统能源的使用效率，增加电动汽车续航里程，对电动汽车的发展具有重要的现实意义。本文针对电动汽车电机驱动系统的效率优化控制方法进行了研究。本文首先分析了电机驱动系统的损耗关系，给出了考虑铁损的感应电机数学模型，在此基础上建立了考虑铁损的感应电机矢量控制系统。针对该系统分析了两种传统效率优化控制方法：损耗模型控制（LMC）和最小功率搜索控制（SC），对比这两种方法的优缺点，提出了一种结合LMC和模糊逻辑在线搜索的改进的效率优化控制算法。在Matlab/Simulink软件平台上分别对传统的感应电机效率优化矢量控制系统和改进的感应电机效率优化矢量控制系统进行仿真研究，通过对比，验证了改进的效率优化控制方法具有较高的寻优精度和较短的寻优时间。最后，以TI公司生产的DSP芯片TMS320F28335为系统核心控制芯片建立了控制系统实验平台，分别对系统硬件部分和软件部分进行总体设计，通过实验研究进一步证明了基于损耗模型和模糊逻辑搜索的效率优化方法能有效提高电动汽车电机驱动系统的效率，具有良好的快速性和稳定性，具有较好的应用前景。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 绪论  9-16
  1.1 课题的背景和研究意义  9-10
  1.2 电动汽车电驱动系统的发展  10-13
    1.2.1 电动汽车驱动系统驱动电机的发展  10-11
    1.2.2 电动汽车驱动系统控制策略的发展  11-13
  1.3 电动汽车感应电机效率优化控制技术研究现状  13-15
  1.4 论文的主要内容  15-16
第2章 基于损耗模型的感应电机矢量控制系统  16-29
  2.1 感应电机损耗分析  16-19
  2.2 基于传统模型感应电机矢量控制  19-24
    2.2.1 不计损耗的感应电机数学模型  19-21
    2.2.2 传统感应电机矢量控制  21-24
  2.3 基于损耗模型的感应电机矢量控制  24-28
    2.3.1 考虑铁损的感应电机数学模型  24-26
    2.3.2 考虑铁损感应电机矢量控制  26-28
  2.4 本章小结  28-29
第3章 感应电机矢量控制效率优化控制策略  29-41
  3.1 传统的感应电机矢量控制效率优化方法  29-35
    3.1.1 基于损耗模型的感应电机矢量控制效率优化控制  29-32
    3.1.2 基于搜索法的感应电机矢量控制效率优化控制  32-35
  3.2 基于损耗模型和模糊搜索的感应电机效率优化矢量控制  35-40
    3.2.1 改进的感应电机效率优化矢量控制系统结构和原理  35-36
    3.2.2 模糊控制器的设计  36-39
    3.2.3 前馈转矩脉动补偿  39-40
  3.3 本章小结  40-41
第4章 感应电机效率优化矢量控制系统仿真研究  41-54
  4.1 考虑铁损的感应电机仿真模型  41-45
  4.2 模糊逻辑模块仿真模型  45-48
  4.3 仿真实验研究  48-52
  4.4 仿真结果分析  52-53
  4.5 本章小结  53-54
第5章 电动汽车感应电机效率优化控制系统的实现  54-70
  5.1 主电路设计  54-56
  5.2 控制电路设计设计  56-64
    5.2.1 控制电路总体结构  56-57
    5.2.2 DSP 控制单元电路  57-60
    5.2.3 信号检测电路  60-63
    5.2.4 CAN 总线通讯电路设计  63
    5.2.5 电子油门设计  63-64
  5.3 软件设计  64-69
    5.3.1 主程序设计  64-66
    5.3.2 效率优化模糊逻辑算法的软件实现  66-67
    5.3.3 中断子程序设计  67-69
  5.4 本章小结  69-70
第6章 试验研究  70-76
  6.1 试验平台  70-71
  6.2 实验结果及分析  71-75
  6.3 本章小结  75-76
总结与展望  76-77
参考文献  77-81
致谢  81-82
附录 A 攻读学位期间发表的论文目录  82

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 交流电机 > 感应电机
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