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带能量回馈的电动车驱动系统研究

作　者: 李海涛
导　师: 万健如
学　校: 天津大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 驱动系统电枢电流预测控制励磁电流前馈控制能量回馈
分类号: U469.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 351次
引　用: 2次
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内容摘要

电动汽车技术是包含汽车技术、电气技术、电子技术、信息技术和化学技术等的多学科技术。所有这些领域技术上的融合才是电动汽车技术成功的关键。电动车驱动系统和能量管理是影响电动车性能的两个重要部分。电力驱动系统对电动机驱动的要求在汽车起步和爬坡时具有低速-高转矩的输出特性以及高速-低转矩特性;具有较大的转速范围足以覆盖恒转矩区和恒功率区;快速的转矩响应特性;再生制动时的能量回收效率高;并且能在不同的工作条件下可靠地工作,成本低。针对电动车驱动系统的要求低速恒转矩,和高速恒功率特性以及对能量回馈控制要求,采用了以下控制策略,并通过仿真和实验验证,得到了相应的结论。1提出了带电枢电流预测控制和励磁电流前馈控制的电枢电压控制策略,在理论分析和仿真以及实验的基础上证明了采用电枢电流预测控制和励磁电流前馈控制后,能够保证低速下恒转矩,高速下恒功率特性。2从三个不同的出发点提出了三种不同的能量回馈控制策略:最大允许制动转矩能量回馈控制策略;基于能量回馈曲线(制动曲线)的能量回馈控制策略;基于回馈电流恒定的能量回馈控制策略;并比较了优缺点,针对不同的能量回馈控制策略给出了相应的仿真结果和实验波形,证明了控制策略的有效性。3对经典PI控制与带电枢电流预测控制和励磁电流前馈控制的电枢电压控制策略进行了仿真比较,证明了带电枢电流预测控制和励磁电流前馈控制的电枢电压控制策略有如下优点:控制简便,容易实现,实用性强;安全性好;舒适度好;针对系统某些参数不确定性(转动惯量的改变),有较好的适应性。以上结论证明带电枢电流预测控制和励磁电流前馈控制的电枢电压控制策略不仅能够满足电动车的恒转矩、恒功率特性,而且在应用于高尔夫球车方面上比经典PI控制策略更加稳定,适合。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-14
  1.1 引言  7
  1.2 国内外电动汽车发展现状  7-10
  1.3 电动汽车的种类  10-11
  1.4 电动汽车的关键技术  11-12
  1.5 本文所作的工作  12-14
第二章他励直流电动机控制理论基础  14-20
  2.1 直流电动机的基本工作原理  14-15
  2.2 他励直流电动机的调速和回馈制动  15-17
  2.3 他励直流电动机的控制  17-20
    2.3.1 直流电动机的半桥PWM调压调速系统  17-18
    2.3.2 直流电动机H型桥式可逆PWM系统  18-20
第三章电动车控制策略研究  20-35
  3.1 带电枢电流预测控制和励磁电流前馈控制的电枢电压控制策略  20-25
    3.1.1 电枢电压控制  20-22
    3.1.2 电枢电流预测控制  22-23
    3.1.3 励磁电流前馈控制  23-25
    3.1.4 励磁电阻温升补偿控制  25
  3.2 机械特性分析  25-28
  3.3 与经典PI控制的比较  28-31
  3.4 能量回馈控制策略研究  31-35
    3.4.1 最大允许制动转矩的能量回馈控制  31-32
    3.4.2 基于能量回馈曲线(制动曲线)的控制  32-34
    3.4.3 基于回馈电流恒定的能量回馈控制  34-35
第四章软硬件设计  35-42
  4.1 硬件电路设计  35-38
    4.1.1 主电路  35
    4.1.2 速度检测电路  35-36
    4.1.3 电流检测电路  36-37
    4.1.4 半桥驱动电路  37
    4.1.5 H桥驱动电路  37-38
  4.2 软件程序设计  38-42
第五章仿真与实验分析  42-51
  5.1 电枢电流预测控制和励磁电流前馈控制的电枢电压控制策略启动状态仿真分析  42-45
  5.2 能量回馈控制策略仿真分析  45-48
    5.2.1 最大允许制动转矩的能量回馈控制仿真研究  45-46
    5.2.2 基于能量回馈曲线(制动曲线)的控制仿真研究  46-47
    5.2.3 基于回馈电流恒定的能量回馈控制仿真研究  47-48
  5.3 实验结果分析  48-51
第六章结束语  51-52
参考文献  52-56
发表论文和参加科研情况说明  56-57
致谢  57

带能量回馈的电动车驱动系统研究

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