mini电动车驱动控制系统设计与研究

摘要

由于全球性的能源危机与环境问题，人们把目光投向了小排量的小型汽车和微型汽车，在这种背景下，电动汽车也逐渐打开市场。电动汽车由于其零排放、节能、动力性能卓越等优点越来越受到人们的青睐。为了应对全球气温变暖，响应“低碳、环保”，许多国家和地区投入了大量资金在电动车的研发与制造中。然而，目前大部分电动汽车只是在原有内燃机汽车基础上更换动力源，因此，电气元件的合理布置、传动效率等问题成为研发技术人员关注的焦点。随着电机技术的不断发展，轮毂电机的出现，把电动汽车技术推向了一个新的起点。本文以无刷轮毂电机为驱动电机，设计了一套两后轮独立驱动电动汽车的控制器。
　　在认真查阅相关资料，详细了解无刷直流电机的组成、结构和工作原理，以及电动车需要达到的各项性能指标后，参照普通汽车动力参数的设计原则，计算出了该电机驱动系统的相关参数，给出了无刷直流电机数学模型，给出了电子差速的一些概念及数学模型。在无刷直流电机现有的控制电路基础上，以TMS320F2812为核心处理器，开发出了一套集电机控制，速度检测，电流检测，过流、欠压保护，故障检测于一体的多功能电动机控制器。在控制策略方面，本文采用了双闭环控制策略，速度环采用了鲁棒性较好的模糊PID控制，电流环应用了控制效果较好的PI控制。应用matlab/simulink软件对无刷直流电机双闭环控制系统、电子差速系统进行建模，并做了仿真分析。然后，应用TI公司开发的CCS程序开发软件对整个控制系统设计了程序，对几个重要模块的程序设计做出了详细解释。最后，进行了控制系统软硬件的调试，以实现控制系统运行可靠、稳定。

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1 绪论

1.1 前言

1.2 国内外发展状况

1.3 mini电动车驱动方案设计

2 无刷直流电动机系统综述

2.1 无刷直流电机的基本结构及工作原理

2.2 无刷直流电动机数学模型

2.3 电动汽车动力学模型

2.4 无刷直流电动机功率的确定

2.5 电子差速系统模型

2.6 本章小结

3 电机驱动控制系统的硬件电路设计

3.1 DSP处理器电路的设计

3.2 IGBT驱动器电路设计

3.3 转子位置信号检测电路的设计

3.4 电流信号检测电路的设计

3.5 保护电路设计

3.6 硬件电路电磁兼容性设计

3.7 本章小结

4 电动汽车用无刷直流电动机的控制

4.1 无刷直流电动机的换相控制方法

4.2 无刷直流电动机双闭环控制

4.3 双闭环控制系统的建模与仿真

4.4 电子差速系统的建模仿真

4.5 本章小结

5 控制系统的软件设计

5.1 TMS320F2812的事件管理器介绍[45]

5.2 TMS320F2812开发工具的介绍

5.3 控制系统总体程序设计

5.4 控制系统各主要模块的软件设计

5.5 本章小结

6 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢