基于模糊理论的电动汽车用牵引电机控制器设计研究

摘要

电动汽车是全部或部分由电能驱动电机作为动力系统的汽车,具有无污染、噪声低、维护简便和易操纵等优点,因而在能源日益紧张,环境保护意识日益增强的今天越来越受到人们的重视.在电动汽车用牵引电机的选型中,无刷直流电机因为其具有良好的调速性能,并且相对于普遍直流电机而言,采用电子换相器件代替机械换向器和电刷,使运行时的可靠性大大提高;由于采用永磁转子,其能量密度也比交流电机大.综合各方面因素在该系统中选用无刷电流电动机作为电动汽车用牵引电机.该文概述了电动汽车的起源、发展历史和现状,针对电动汽车三个主要部件之一:牵引电机部分,对于其控制方法做了进一步的探讨.由于无刷直流电机本身结构和动力学特性问题都较为复杂,因此关于无刷直流电机控制系统的研究有待进一步深入.该文推导出无刷直流电机基于状态方程的动态模型.在组成控制系统时,特别是在无刷直流电机的高性能速度跟踪中,若仅采用传统的PI调节器,则难以克服系统超调和短时振荡问题.为解决这一问题该文采用复合Fuzzy—PI的控制方法,并且运用自适应的权值修正方法来修正Fuzzy回路与PI回路的连接权值.对模糊控制在计算机中的具体实现一并做了详细的论述,同时给出了相关的控制程序,最后在MATLAB/Simulink平台上进行了系统的动态仿真研究.根据相对误差改变权值,并在仿真试验中加以检验,对普遍PI控制和复合Fuzzy—PI控制的结果做了比较,仿真结果说明复合Fuzzy—PI控制的效果明显优于普通PI控制,证明文中所用的控制方法是可行的.

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文摘

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致谢

第一章 国内外电动汽车的发展概述

第一节 电动汽车的起源与历史背景

第三节 国内外电动汽车发展的概况

第二章 电动汽车用无刷直流电机的建模

第一节 电动汽车用牵引电机的选型

第三节 无刷直流电机的仿真结果和分析

第三章 模糊控制理论的基本原理与模糊控制器的设计

第一节 模糊数学的基本理论

第二节 模糊控制器设计的基本方法

第三节 改进的模糊控制器的设计

第一节 传统无刷直流电动机的PI调速系统

第二节 无刷直流电机模糊控制器的建模与仿真

第三节 无刷直流电机模糊控制系统的抗扰性能分析

第五章总结

附：程序清单

参考文献