基于DSP的电动汽车电机控制器的应用研究

摘要

电机、驱动器和控制器作为电动汽车中的主要部件，在电动汽车及混合动力电动汽车中起着至关重要的作用，对它们进行研究具有重要的理论意义和现实意义。永磁电机具有高效、高功率密度以及良好的调速性能，正逐渐成为电动汽车传动中所使用的首选电机。本文以混合动力电动汽车中使用的混合励磁电机及其控制策略为研究对象，主要研究该电机驱动及能量回馈的控制技术，设计高性能的电动汽车电机控制器。 论文概述了电动汽车电机控制器的关键技术，对各种电机驱动的控制方法及各自优缺点做研究比较，指出电动汽车驱动电机的发展趋势。在分析混合励磁电机内部结构的基础上，建立了混合励磁无刷电机的数学模型，详细分析了混合励磁无刷电机的调磁原理，根据电动汽车的运行要求，设定了电机的工作模式及控制策略。同时，研究了电动汽车的能量回馈控制方式和策略，重点分析了电机制动时能量回馈问题。此外，还设计了电动汽车CAN总线的应用层协议。最后，提出了基于TMS320LF2407DSP芯片的电机驱动控制系统的软硬件设计方案，搭建了电机控制实验平台，做了驱动控制实验、能量回馈实验和CAN总线通信实验，并对实验结果进行了分析比较。 本论文是借鉴前人在这一领域的研究成果，结合本人对运动控制系统的研究心得体会综合而成。实验结果表明了控制的有效性，其分析和控制思想对于进一步研究混合励磁无刷电机具有一定的参考价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题研究背景及选题意义

1.2电动汽车电机控制技术的研究现状和发展趋势

1.3本文的主要工作

第二章混合励磁电机原理及运行模式

2.1永磁无刷电机的工作原理

2.2混合励磁电机结构与调磁原理

2.2.1混合励磁电机结构

2.2.2调磁原理

2.3电机运行模式

本章小结

第三章电动汽车电机控制系统的研究

3.1控制系统的组成

3.2混合励磁无刷电机驱动控制策略

3.2.1控制模型的建立

3.2.2控制策略研究

3.3能量回馈的研究

3.4电动汽车CAN通讯应用协议

本章小结

第四章基于DSP芯片的控制器设计

4.1控制器的硬件设计

4.1.1 DSP资源概述

4.1.2主控板电路设计

4.1.3外围电路设计

4.2控制器的软件设计

4.2.1软件体系概述

4.2.2驱动控制模块

4.2.3能量回馈控制模块

4.2.4 CAN通信模块

本章小结

第五章实验结果与分析

5.1实验系统介绍

5.2实验结果与分析

5.2.1驱动控制实验结果

5.2.2能量回馈实验结果

5.2.3总线通信实验结果

结束语

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢

附录