电动汽车用永磁同步电机驱动系统的优化控制研究
发布时间：2022-08-23 12:23
随着世界能源危机和环境污染不断恶化,电动汽车作为新时代的经济增长点,是实现能源转型突破的根本途径。电动汽车运行情况复杂多样,不仅要求高效和可靠的电机,而且要求电机驱动控制系统拥有较强的抗干扰能力、较快的动态响应速度和较强的鲁棒性等能力。本文对电动汽车用的永磁同步电机驱动控制策略进行了改进研究,采用智能优化算法对永磁同步电机驱动控制系统参数进行优化整定,提出了基于混沌分子动理论优化算法优化PID控制器参数的永磁同步电机矢量控制和基于改进的自抗扰控制器的永磁同步电机直接转矩控制策略。主要研究内容可论述如下所示:（1）阐述了电动汽车用永磁同步电机驱动控制系统的研究难点与关键技术通过国内外电动汽车的发展现状,对比电动汽车用各种电机优缺点及应用场合,综合选择永磁同步电机作为电动汽车驱动电机。结合电动汽车用永磁同步电机的基本结构推导了其不同坐标下数学模型,分析了永磁同步电机矢量控制和直接转矩控制的原理,阐述了电动汽车用永磁同步电机驱动控制系统的控制方法,总结了控制策略所达到的控制效果和目前存在的问题,提出基于改进分子理论优化算法的永磁同步电机驱动系统的优化控制策略。（2）改进了现有分子动理论优化算...
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 论文研究背景和意义
1.2 电动汽车发展现状
1.2.1 国内外电动汽车发展现状
1.2.2 电动汽车用电机发展现状
1.3 电动汽车用永磁同步电机控制技术及控制策略研究现状
1.3.1 电动汽车用永磁同步电机控制技术研究现状
1.3.2 电动汽车用永磁同步电机调速系统控制策略的研究现状
1.4 本文主要研究内容
第2章 电动汽车用永磁同步电机控制基本原理
2.1 永磁同步电机的结构和原理
2.2 永磁同步电机的数学模型
2.2.1 坐标变换
2.2.2 A-B-C三相静止坐标系下永磁同步电机的数学模型
2.2.3 α-β两相静止坐标系下永磁同步电机的数学模型
2.2.4 d-q两相旋转坐标系下永磁同步电机的数学模型
2.3 永磁同步电机矢量控制
2.3.1 永磁同步电机矢量控制策略
2.3.2 空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制技术
2.4 永磁同步电机直接转矩控制
2.5 永磁同步电机矢量控制和直接转矩控制的比较分析
2.6 本章小结
第3章 基于CKMTOA PID参数整定的永磁同步电机矢量控制
3.1 基于混沌分子动理论优化算法(CKMTOA)
3.1.1 分子动理论优化算法
3.1.2 分子动理论优化算法的不足与发展
3.1.3 基于混沌分子动理论优化算法
3.1.4 仿真实验与分析
3.2 基于CKMTOA自整定PID控制器
3.2.1 传统PID控制器原理
3.2.2 基于CKMTOA自整定PID控制器的设计
3.3 基于CKMTOA优化PID控制器参数的仿真实验与分析
3.3.1 搭建CKMTOA PID控制技术的永磁同步电机仿真模型
3.3.2 基于CKMTOA PID控制器参数自整定的仿真实验验证
3.4 本章小结
第4章 基于CKMTOA-KELM优化ADRC的永磁同步电机直接转矩控制
4.1 ADRC控制器原理
4.1.1 ADRC控制器
4.1.2 跟踪微分器(TD)
4.1.3 扩张状态观测器(ESO)
4.1.4 非线性状态误差反馈律(NLSEF)
4.2 基于ADRC速度控制器设计
4.3 基于CKMTOA-KELM优化ADRC控制器设计
4.3.1 KELM的原理
4.3.2 基于CKMTOA-KELM优化ADRC控制器
4.4 仿真实验验证
4.4.1 搭建CKMTOA-KELM优化ADRC的PMSM控制仿真模型
4.4.2 CKMTOA-KELM回归模型结果分析
4.4.3 低速工况下抗干扰实验的仿真结果分析
4.4.4 高速工况下抗干扰仿真实验
4.4.5 电机参数变化抗干扰仿真实验及结果分析
4.5 本章小结
第5章 电动汽车用永磁同步电机驱动控制系统实验平台设计
5.1 电动汽车用永磁同步电机驱动控制系统硬件实验平台
5.1.1 硬件电路的基本组成
5.1.2 硬件电路设计
5.1.3 软件设计
5.1.4 实验结果及分析
5.2 电动汽车用永磁同步电机驱动控制系统GUI软件实验平台
5.2.1 基于永磁同步电机驱动控制系统GUI软件实验平台框架
5.2.2 GUI软件实验平台界面
5.3 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果
本文编号：3677757
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 论文研究背景和意义
1.2 电动汽车发展现状
1.2.1 国内外电动汽车发展现状
1.2.2 电动汽车用电机发展现状
1.3 电动汽车用永磁同步电机控制技术及控制策略研究现状
1.3.1 电动汽车用永磁同步电机控制技术研究现状
1.3.2 电动汽车用永磁同步电机调速系统控制策略的研究现状
1.4 本文主要研究内容
第2章 电动汽车用永磁同步电机控制基本原理
2.1 永磁同步电机的结构和原理
2.2 永磁同步电机的数学模型
2.2.1 坐标变换
2.2.2 A-B-C三相静止坐标系下永磁同步电机的数学模型
2.2.3 α-β两相静止坐标系下永磁同步电机的数学模型
2.2.4 d-q两相旋转坐标系下永磁同步电机的数学模型
2.3 永磁同步电机矢量控制
2.3.1 永磁同步电机矢量控制策略
2.3.2 空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制技术
2.4 永磁同步电机直接转矩控制
2.5 永磁同步电机矢量控制和直接转矩控制的比较分析
2.6 本章小结
第3章 基于CKMTOA PID参数整定的永磁同步电机矢量控制
3.1 基于混沌分子动理论优化算法(CKMTOA)
3.1.1 分子动理论优化算法
3.1.2 分子动理论优化算法的不足与发展
3.1.3 基于混沌分子动理论优化算法
3.1.4 仿真实验与分析
3.2 基于CKMTOA自整定PID控制器
3.2.1 传统PID控制器原理
3.2.2 基于CKMTOA自整定PID控制器的设计
3.3 基于CKMTOA优化PID控制器参数的仿真实验与分析
3.3.1 搭建CKMTOA PID控制技术的永磁同步电机仿真模型
3.3.2 基于CKMTOA PID控制器参数自整定的仿真实验验证
3.4 本章小结
第4章 基于CKMTOA-KELM优化ADRC的永磁同步电机直接转矩控制
4.1 ADRC控制器原理
4.1.1 ADRC控制器
4.1.2 跟踪微分器(TD)
4.1.3 扩张状态观测器(ESO)
4.1.4 非线性状态误差反馈律(NLSEF)
4.2 基于ADRC速度控制器设计
4.3 基于CKMTOA-KELM优化ADRC控制器设计
4.3.1 KELM的原理
4.3.2 基于CKMTOA-KELM优化ADRC控制器
4.4 仿真实验验证
4.4.1 搭建CKMTOA-KELM优化ADRC的PMSM控制仿真模型
4.4.2 CKMTOA-KELM回归模型结果分析
4.4.3 低速工况下抗干扰实验的仿真结果分析
4.4.4 高速工况下抗干扰仿真实验
4.4.5 电机参数变化抗干扰仿真实验及结果分析
4.5 本章小结
第5章 电动汽车用永磁同步电机驱动控制系统实验平台设计
5.1 电动汽车用永磁同步电机驱动控制系统硬件实验平台
5.1.1 硬件电路的基本组成
5.1.2 硬件电路设计
5.1.3 软件设计
5.1.4 实验结果及分析
5.2 电动汽车用永磁同步电机驱动控制系统GUI软件实验平台
5.2.1 基于永磁同步电机驱动控制系统GUI软件实验平台框架
5.2.2 GUI软件实验平台界面
5.3 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果
本文编号：3677757
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