纯电动汽车驱动控制系统的研究与设计

论文摘要

由于传统汽车的普及所造成的能源以及环境的问题,世界各国对电动汽车的研发越来越重视。目前电动汽车已经进入小批量商业生产及应用的阶段。对于电动汽车而言,电机驱动控制系统是电动汽车整车动力的核心。本文主要研究了感应电机参数最小二乘算法辨识以及感应电机按磁场定向的矢量控制算法,设计了纯电动汽车感应电机驱动控制系统。依据转子磁场定向的矢量控制原理以及感应电机参数最小二乘算法辨识的原理推导了相应的感应电机数学模型,使用Matlab软件搭建了系统的模型并进行了仿真实验。设计了电动汽车驱动控制系统的硬件电路,包括主回路、系统控制电路以及辅助电源电路。其中主控芯片采用TI公司的DSP TMS320LF2407A,主回路中的功率器件选用的是英飞凌的IGBT模块组,辅助电源模块是一个以UC3842为核心的带9路独立输出的开关电源。设计了IGBT死区时间测量及SVPWM算法验证的硬件电路模块。在上述工作基础上,设计完成了一套较完整的电动汽车驱动控制系统的软件,并进行了实验研究。通过相应的上位机监控软件,实现了DSP与上位机的CAN通讯。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 电动汽车驱动系统研究背景和意义
• 1.2 电动汽车国内外发展现状
• 1.3 电动汽车车用驱动系统性能的基本要求
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第二章 感应电机数学模型及其矢量控制
• 2.1 感应电机的数学模型
• 2.1.1 感应电动机在三相静止坐标系下的数学模型
• 2.1.2 三相感应电机在两相静止坐标系下的数学模型
• 2.1.3 三相感应电机在两相旋转坐标系下的数学模型
• 2.2 三相感应电动机的矢量控制原理
• 2.2.1 矢量控制基本思想
• 2.2.2 矢量控制的基本方程
• 2.3 空间矢量脉宽调制
• 2.3.1 基本原理
• 2.3.2 电压空间矢量
• 2.5 三相感应电动机矢量控制仿真
• 2.5.1 三相感应电机仿真模型建立
• 2.5.2 系统仿真结果及分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 纯电动汽车感应电机参数辨识研究
• 3.1 感应电动机参数辨识方法
• 3.2 基于最小二乘数的感应电机参数辨识
• 3.2.1 最小二乘法的递推算法
• 3.2.2 车用感应电机参数递推最小二乘法辨识
• 3.2.3 车用感应电机最小二乘算法数学模型
• 3.3 参数辨识仿真
• 3.4 本章小结
• 第四章 纯电动汽车感应电机驱动系统的硬件设计
• 4.1 系统的总体结构
• 4.2 控制电路设计
• 4.2.1 油门、档位、钥匙给定输入电路设计
• 4.2.2 TMS320LF2407A最小系统组成
• 4.2.3 通讯模块
• 4.2.4 输出控制电路
• 4.2.5 驱动电路
• 4.3 辅助电路设计
• 4.3.1 辅助电源的设计
• 4.3.2 三相电流的检测
• 4.3.3 温度检测电路
• 4.3.4 保护电路
• 4.3.5 速度检测电路
• 4.4 本章小结
• 第五章 纯电动汽车感应电机驱动系统的软件实现
• 5.1 软件总体结构设计
• 5.2 电流检测
• 5.3 速度检测
• 5.4 转子磁链位置的计算
• 5.5 数字PI调节器设计
• 5.6 SVPWM软件的实现
• 5.7 本章小结
• 第六章 实验结果及分析
• 6.1 实验平台
• 6.2 感应电机控制器硬件系统
• 6.3 IGBT死区测量
• 6.4 SVPWM算法的验证
• 6.5 实验结果
• 6.6 实验结果分析
• 6.7 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 全文总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 硕士期间发表的论文