永磁同步电机矢量控制系统的宽调速运行控制

摘要

在“低碳、环保”已经成为全球共识的背景下，世界各国汽车制造企业纷纷将未来研发的主要方向转到新能源汽车领域，以永磁同步电机(PMSM)作为驱动电机的电驱动系统已成为国内外在电动汽车领域研究的热点之一。　　论文首先基于坐标变换建立两相旋转坐标系下的PMSM数学模型，再研究基于能量成型的PMSM矢量控制，对设计的基于能量成型的PMSM矢量控制系统与经典的PMSM矢量控制系统进行了方案比较，得出了基于能量成型的PMSM矢量控制系统简单且易于实现，兼具良好的系统动静态性能的结论。　　在上述研究基础上，建立了计及磁路饱和影响后的PMSM数学模型，研究了计及磁路饱和后PMSM矢量控制系统的MTPA、弱磁控制以及两者的平滑切换，研究结果表明：在无需求解高次方程下，直接获得计及磁路饱和后的PMSM矢量控制系统在MTPA控制和弱磁控制下的d、q轴电流指令值的近似最优解，且在保证足够精度的前提下，简化了恒转矩区与恒功率区的平滑切换。　　最后，应用基于模型设计技术(Model-Based Design，MBD)，实现了PMSM控制策略的自动代码生成及处理器在环测试。实验结果表明：所生成的控制代码具有较好的控制性能并能够实时控制PMSM系统的运行，为后续的PMSM驱动系统的研发奠定了坚实的研究基础。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 PMSM驱动系统控制的发展概况

1.3 基于模型设计技术

1.4 本文主要内容和章节安排

第二章 基于能量成型的PMSM矢量控制

2.1 PMSM数学模型

2.2 非线性电流指令变换器

2.3 基于能量成型的非线性电流调节器

2.4 空间电压矢量调制

2.5 基于能量成型的PMSM矢量控制系统建模与仿真

2.6 本章小结

第三章 计及磁路饱和时的PMSM矢量控制

3.1 计及磁路饱和后的PMSM数学模型

3.2 计及磁路饱和后的PMSM矢量控制系统的宽调速运行

3.3 计及磁路饱和后的PMSM矢量控制系统建模与仿真实现

3.4 本章小结

第四章 基于模型设计的PMSM驱动系统开发

4.1 基于模型设计的系统结构

4.2 基于非线性指令变换器PMSM矢量控制系统的MBD实现

4.3 基于MBD的PMSM系统软件在环测试及处理器在环测试

4.4 执行效率分析

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文