徐烟红[1]2011年在《基于DSP的电动汽车驱动控制器设计》文中研究说明随着石油能源越来越短缺、燃油汽车尾气污染越来越严重,全世界都把目光投向了具有污染小、节省能源的纯电动汽车。我国电动车与世界电动车还有一定的差距,研究高性能的电动汽车很有必要。永磁无刷直流电机作为电动汽车驱动电机,具有启动转矩大、过载能力强、效率高、结构简单、体积小、不易发生故障的优点,非常适合作为电动汽车的驱动。但其转矩脉动较大,此缺点一直制约着其在电动汽车领域的应用。因此本文选用无刷电机作为电动汽车的驱动电机,并主要研究直接转矩控制策略以减小电机转矩脉动。因为条件限制本文用额定电压为24V,额定功率为150W的小型电机为实验电机,进行硬件、软件的相关设计和调试。整个论文主要做以下几个工作：1.绪论：介绍电动汽车研究的意义,将永磁无刷直流电机与其他各种电动汽车的驱动电机进行比较,经过比较表明永磁无刷直流电机的综合性能非常适合做电动汽车的驱动电机,最后介绍了无刷直流电机研究现状以及本课题设计研究无刷直流电机控制器所关注的重点；2.介绍了无刷直流电机的结构、原理及数学模型；3.介绍直接转矩的发展历程,陈述直接转矩控制在永磁无刷直流电机应用中与传统的直接转矩控制的不同之处,介绍无刷直流电机的直接转矩控制模型并仿真分析结果；4.硬件电路部分：选用TMS320LF2407A作为电机控制芯片,MOSFET为逆变器件,制作出PCB控制板。采用IR2130作MOSFET驱动芯片,使用叁相全桥作逆变结构,设计了永磁无刷直流电机的硬件控制电路；5.软件编程：使用CCS3.3编程器,通过软件流程图介绍软件。在主程序中主要对芯片、电机进行初始化设置、接收用户输入控制、计算速度等；在中断程序中主要实现直接转矩控制算法；6.实验结果及分析分析直接转矩控制无刷电机的实验结果。图61表18参42
刘佳佳[2]2013年在《电动汽车用永磁同步电机驱动控制系统设计》文中研究说明电机驱动控制系统是电动汽车控制技术的核心,永磁同步电机(PMSM)成为继无刷直流电机(BLDCM)、感应电机(IM)之后的一种功率密度大、控制性能良好的新型电动汽车驱动电机。由于永磁同步电机具有非线性、强耦合等特点,设计一套适合永磁同步电机的驱动控制系统十分必要。本文在满足电动汽车对电机驱动控制系统基本要求的基础上,建立了永磁同步电机在2s坐标系下的数学模型和基于预测函数控制(PFC)的永磁同步电机直接转矩控制(DTC)系统的受控自回归积分滑动平均(CARIMA)模型。通过MATLAB仿真,得出了永磁同步电机的运行特性曲线。通过仿真比较,证明了所设计的基于PFC算法的控制系统的控制效果优于传统PID算法的控制系统。为了实验验证基于PFC算法的控制系统的优良控制性能,本文还进行了DSP+CPLD+IPM结构的系统硬件设计和模块化的系统软件设计。经过实验研究,证明了所设计的驱动控制系统转速响应较快,控制性能良好。
钟毅[3]2002年在《基于DSP的直接转矩控制在电动汽车驱动控制器中的应用》文中进行了进一步梳理由于电动汽车(EV)发展前景的日益广阔以及相关领域技术的不断完善，基于DSP的电动汽车驱动控制系统将有较大的经济价值及社会效应。本文介绍了运用于电动汽车驱动控制系统的TMS320F240数字信号处理器进行的直接转矩调速系统研究，并对其结构和性能进行了初步探讨和分析。 本文首先结合电动汽车的实际情况，研究和设计了基于DSP的控制器硬件系统，针对各部分的具体要求提供了相应的解决方案。然后，本文在简述直接转矩控制系统的基本原理的基础上，介绍了利用DSP软件控制算法对直接转矩控制系统的低速、中速方案的设计，最后着重全速控制方案和滑模控制方案的实现和研究及性能分析。 通过以上的研究并结合电动汽车的具体实际要求，实现了高、中、低、空、倒的五个速度挡位控制及踏板的无级变速。在各控制方案中，尤其在电动汽车低速起动和满负荷低速行驶时，实现了圆形磁链的拟合，定子电流观测器和全速度控制模型控制方案，使电动汽车在恒功率状态下具有较大的起动转矩和爬坡提速性能，在恒转矩状态下具有较大的速度输出，从而使该控制系统达到了较好的鲁棒性、滑模性。 本文通过对基于DSP的电动汽车驱动控制系统的研究，将控制理论与电动汽车实际特性相结合，将直接转矩控制方案与DSP控制技术有机的结合，具有较大的实际应用价值。
熊贤君[4]2010年在《电动汽车异步电动机驱动控制器的研究》文中认为由于零排放、无污染的突出优点,以电能为能源的电动汽车的开发前景十分广阔,其核心部分就是驱动电机及其控制系统。基于数字信号处理器(DSP)的电动汽车的交流电机直接转矩控制技术则是高性能调速的新技术之一。本论文以电动汽车用交流电机驱动控制器为研究对象,将直接转矩控制思想运用到电动汽车驱动系统中。以TMS320F2812 DSP为控制芯片,根据电动汽车的实际运行状况,采用合适的控制算法,开发出一套电动汽车用交流电机调速装置,并对其结构和性能展开初步的研究分析。主要研究内容如下。首先,本文列举各种电机、微处理器及控制方案的优缺点,依据电动汽车的特点及其需要达到的性能指标,选择适当的电机,即交流感应电机；适当的微处理器,即TMS320F2812数字信号处理器；适当的控制方法,即直接转矩控制方法。然后,对直接转矩控制的方法进行分析。论文采用空间电压矢量的分析方法来分析其基本原理结构及算法。建立了电机的磁链和转矩模型,以此为基础研究直接转矩控制的策略。在控制策略中,电机高速与低速运行分别采用不同的磁链模型来尽量减小误差,并使用了混合定子磁通模型来完成高低速的过渡。在MATLAB的环境下,对直接转矩控制进行建模和仿真,验证其算法的可行性,取得了较为理想的控制效果。最后,通过MATLAB中的Real Time Workshop (RTW)实时工具将仿真模型直接转化为C代码,以TMS320F2812数字信号处理器为控制核心,在DSP的开发环境(Code Composer Studio)下运行,完成了整个交流电机转矩控制的调试实验。程序运行过程比较稳定,实验的结果验证了该硬件的系统电路的可靠性。为TMS320F2812应用于电动汽车上实现直接转矩控制提供了经验和借鉴,具有较大的应用价值。
许进[5]2014年在《轮毂电机驱动型纯电动汽车控制系统研究》文中提出随着环境污染和石油资源的日渐短缺，电动汽车已成为当今汽车领域研究与开发的热点，采用轮毂电机驱动方式的电动汽车摆脱了传统燃油汽车在汽车结构上的局限性，具有高能效比、简化车身结构、驱动方式多样等优点。其中，现代电动汽车控制技术是提高电动汽车实用性的一个关键环节，本文顺应当前研究热点，以轮毂电机驱动型纯电动汽车为研究对象，着眼于控制系统开发、电子差速实现。首先本文概述了国内外电动汽车技术的发展现状，对轮毂电机驱动型纯电动汽车驱动系统关键部件—电机及其控制技术进行了研究，以无刷直流电机为驱动电机，完成电机控制原理和控制方法分析；在此基础上，提出了基于转向角控制的电子差速控制策略，进而对轮毂电机驱动型纯电动汽车控制系统进行总体分析和方案设计。其次在系统硬件上，本文首先设计了双后轮驱动电动汽车控制系统硬件电路，设计并制作了电动汽车控制器，包括基于DSP芯片TMS320F2812的整车控制器、基于单片机PIC18F4580的轮毂电机驱动控制器，以及两者之间的CAN通信网络。然后在系统软件上，本文根据已提出的轮毂电机驱动型纯电动汽车电子差速系统控制方案进行算法研究、软件实现。具体包括整车控制器AD采样、差速运算、驱动轮速度分配；轮毂电机控制器速度/电流双闭环PID调节、PWM调速和电子换相以及两者之间CAN通信网络的具体配置节点通信等。最后介绍了电动汽车样车各部件具体实施方案，并在样车上对控制系统软硬件调试，验证控制系统的性能。
王鸣宇[6]2015年在《煤矿井下无轨胶轮电动车驱动控制器研究》文中进行了进一步梳理论文阐述驱动控制技术和电动汽车驱动控制器的发展现状,选用驱动控制专用芯片TMS320F2812为驱动控制器的核心,研究基于DSP控制的煤矿井下无轨胶轮电动车驱动控制器。详细研究内容如下:首先,论文分析了煤矿井下无轨胶轮电动车的运行环境,研究煤矿井下无轨胶轮电动车的基本特点。研究电动车整车的基本结构并进行分析比较,确定了所设计煤矿井下无轨胶轮电动车所采用的布置形式。其次,选择电机、蓄电池组、IPM模块和各种传感器,以确定驱动控制系统各个部分的参数。然后,以TMS320F2812芯片为驱动控制器的核心,对驱动控制器进行软硬件设计。主要进行硬件电路设计、主程序和中断程序设计,给出每个模块的软件流程图。最后,进行仿真和实验,通过各个实验数据的对比,并与现实需求作比较,表明:所设计煤矿井下无轨胶轮电动车驱动控制器能够实现驱动控制基本功能,为其在煤矿井下的应用奠定了坚实的基础。
李政[7]2018年在《电动汽车电机驱动控制系统研究》文中研究说明新能源汽车是新一轮科技革命和产业变革的重大方向,《中国制造2025》重大战略规划将新能源汽车作为重点发展领域之一。“叁电”系统(包括驱动电机、电控系统和动力电池)是新能源汽车产业链中最重要的部件,其中电控系统是电动汽车系统的核心之一并且直接关系到总体性能。研究高性能电动汽车电机驱动控制系统是国家战略层面的核心关键任务。内嵌式永磁同步电机(IPMSM)因其机械结构简单、能量密度高和可靠性好等优点而广泛应用于汽车行业。论文针对内嵌式永磁同步电机,重点研究系统控制效率、输出扭矩、适应性、鲁棒性等核心关键点,设计最大转矩电流比(MTPA)控制策略,并考虑系统参数自整定方案。课题开展了算法设计、软件仿真、硬件平台建设及实验评估等环节,理论结合实践,验证了控制策略的可行性。系统主要由硬件和软件两部分组成。硬件系统采用数字信号控制器TMS320F28335及英飞凌高性能IGBT-ff150r12me4为核心部件,主要电路包括电源模块、通信模块、脉冲信号输出模块、正交编码模块、模数转换模块、IGBT驱动模块等。软件系统主要由主程序与中断程序组成,主程序实现系统的初始化与系统基础设置,中断程序实现矢量控制算法,包括MTPA算法与系统的参数自整定等子程序。系统通过实验平台进行测试及综合论证,并对比分析MTPA与_((9)=0控制方法的实际控制性能。实验结果表明,在转矩输出模式下,相同电流MTPA可以输出更大的转矩,系统输出效率明显提升。在参数自整定的实验测试中,控制系统可以在转速转矩变化的情况下有更快的响应速度,更高的动态精度。
黄琴宝[8]2014年在《四轮轮毂电机驱动型电动汽车制动控制策略研究及控制器开发》文中进行了进一步梳理随着全球能源危机的到来，人们越来越多的关注环境问题，而作为环境污染源之一的汽车行业，大力发展创新环保汽车是大势所趋。发展电动汽车已成为当今汽车领域研究与开发的热点，而以轮毂电机驱动的电动汽车摆脱了传统燃油发动机汽车结构布局上的局限性，具有高能效比、简化的车身结构、驱动方式多样等优点成为电动汽车研究的重点。电动汽车技术中，现代电动汽车控制技术是提高电动汽车实用性的一个关键技术，本文在当前研究热点下，以轮毂电机驱动型电动汽车控制技术为研究对象，开展了制动能量回收策略、整车控制策略和控制系统软硬件开发等研究工作。首先本文论述了当前电动汽车技术的国内外发展现状，对目前制动能量回收策略及轮毂电机驱动型电动汽车驱动系统关键部件-电机及其控制技术进行了研究。以无刷直流电机作为研究对象，对电机的制动能量回收策略进行了研究，分析了电机控制原理和控制方法。在此基础上，提出了制动能量回收策略及基于转向角控制的电子差速控制策略，给出了四轮轮毂电机驱动型电动汽车电子差速系统及制动能量回收控制方案。其次，在系统硬件设计上，根据提出的四轮驱动电动汽车控制系统总体方案，设计加工了基于DSP芯片的的整车控制器和基于逻辑处理芯片IR2110轮毂电机驱动控制器。再次，针对建立的轮毂电机驱动型电动汽车电子差速系统控制方案及制动能量回收策略和控制算法，编制了整车控制器驱动程序，实现了整车控制器的AD采样、差速运算、制动力分配、驱动轮速度分配、轮毂电机速度/电流双闭环PID调节、PWM脉冲带宽调速和霍尔信号电子换相等功能。最后使用项目组自行设计的骨架样车，进行了试验，试验结果表明所研发的控制器能够实现骨架样车的正常使用功能，同时也验证了本文所提出的控制策略的可行性。
张洁[9]2009年在《基于DSP2812的混合动力车用电机控制系统的研究》文中研究说明随着全球汽车保有量的与日俱增,能源危机和环境污染正逐渐成为制约世界汽车工业发展的瓶颈。而新兴的混合动力汽车(HEV)在节能和排放上的优越性正逐步体现出来。由于采用“油、电”配合的方式来驱动车体,其所搭载电动机及其驱动控制系统的研究则成为混合动力汽车研发中的关键技术之一,它直接决定着整车的动力性,燃油经济性和排放指标。论文首先比较了常见的几种电动汽车的性能,概括了混合动力汽车的优点,介绍了混合动力汽车电机及其控制系统技术的发展现状;其次探讨了几种常用交流电动机的性能优劣,由于永磁同步电机具有高效、高功率密度以及良好的调速性能,本文混合动力汽车传动系统选用永磁同步电机;根据混合动力汽车所搭载电动机在功率和扭矩上的要求以及永磁同步电机在结构上的特点,选取了发动机电机系统的结构布置形式;论文建立了永磁同步电动机的数学模型,分析了永磁同步电动机矢量控制的原理;设计了基于TMS320F2812DSP的永磁同步电动机矢量控制系统,详细阐述了功率驱动电路,速度及位置检测电路,电流反馈及过流保护电路,CAN通讯模块等系统中重要的组成单元;软件采用模块化的结构,阐述了关键子程序如电流采集、位置检测程序和SVPWM产生子程序。最后,搭建了实验平台,对硬件进行了调试和修改,通过样机及系统台架试验,取得了大量的实验数据,检验了所设计样机的特性,发现其制作过程中的不足,并实现了电机控制系统的闭环控制,从而达到了对混合动力汽车用永磁同步电动机控制系统的探索与研究的目的。
傅涛[10]2015年在《电动汽车用大功率无刷直流电机控制关键技术研究》文中提出电动汽车是当今社会能量可高效利用、清洁环保、能源可再生和可持续发展的交通工具。电动汽车与传统的内燃机汽车不同,它依靠电机驱动系统作为动力来源。在蓄电池的储能密度受到一定限制的条件下,开发高性能、高效率的电机驱动系统尤其重要。无刷直流电机驱动系统具有机械结构简单、功率密度高、控制灵活、可靠性高等一系列优点,非常适合用于电动汽车驱动控制系统。本文着重对应用于电动汽车的无刷直流电机驱动系统进行了研究分析。本课题的研究目的是解决无刷直流电机控制系统应用于电动汽车时存在的一些问题,对无刷直流电机控制的几项关键技术进行研究,研发出适用于电动汽车的电机驱动控制系统。本文针对无刷直流电机结构及其特点,对无刷直流电机控制中存在的几个关键技术进行了详细的理论分析和研究。采用电流预测控制策略以抑制无刷直流电机产生的换相转矩脉动。在分析电机换相转矩脉动产生原理的基础上,本文采用电流预测控制策略与改进的脉冲宽度调制模式相结合的控制策略,通过电流预测控制算法计算相应相的占空比,控制开通相的电流上升斜率和关断相的电流下降斜率相等,保证非换相相的电流保持恒定,从而抑制电机的换相转矩脉动。实验表明本文提出的算法可以在全速度范围内明显抑制换相转矩脉动,验证了所采取控制策略的有效性。采用全局快速终端滑模观测器控制策略来实现无刷直流电机无位置传感器的控制。全局快速终端滑模控制策略结合了线性滑模与非奇异终端滑模的优点,提高了系统状态的收敛速度,实现对反电动势的观测,使用线反电动势过零点作为电机的换相点,实现了电机的无位置传感器控制。所提出的控制策略相对于传统的滑模观测器控制策略,能够加快收敛速度,减少了估算电机换相点的延迟,提高了系统的静态、动态性能。对无刷直流电机采用恒值电流回馈制动控制以延长电动汽车的续驶里程。研究了无刷直流电机控制系统单管调制下的回馈制动原理,推导出了回馈制动的数学公式。提出了采用恒值制动电流的回馈制动控制策略,建立了制动电流闭环调节系统。经过实验验证,所提出的制动方法可以回收制动能量,并保持制动电流保持恒定,提高了电机控制系统可靠性。
参考文献：
[1]. 基于DSP的电动汽车驱动控制器设计[D]. 徐烟红. 安徽理工大学. 2011
[2]. 电动汽车用永磁同步电机驱动控制系统设计[D]. 刘佳佳. 石家庄铁道大学. 2013
[3]. 基于DSP的直接转矩控制在电动汽车驱动控制器中的应用[D]. 钟毅. 武汉理工大学. 2002
[4]. 电动汽车异步电动机驱动控制器的研究[D]. 熊贤君. 南昌大学. 2010
[5]. 轮毂电机驱动型纯电动汽车控制系统研究[D]. 许进. 杭州电子科技大学. 2014
[6]. 煤矿井下无轨胶轮电动车驱动控制器研究[D]. 王鸣宇. 西安科技大学. 2015
[7]. 电动汽车电机驱动控制系统研究[D]. 李政. 中北大学. 2018
[8]. 四轮轮毂电机驱动型电动汽车制动控制策略研究及控制器开发[D]. 黄琴宝. 杭州电子科技大学. 2014
[9]. 基于DSP2812的混合动力车用电机控制系统的研究[D]. 张洁. 哈尔滨理工大学. 2009
[10]. 电动汽车用大功率无刷直流电机控制关键技术研究[D]. 傅涛. 天津大学. 2015
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