電動(dòng)汽車無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染的加劇，新能源汽車逐漸走進(jìn)人們的視野。新能源汽車種類很多，而電動(dòng)汽車做為新能源汽車的一種，被廣泛使用與發(fā)展。由于無(wú)刷直流電機(jī)(BLDCM)具有調(diào)速范圍寬、價(jià)格低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方波驅(qū)動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。然而，方波驅(qū)動(dòng) BLDCM時(shí)，換相電流不能突變，會(huì)產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，同時(shí)位置傳感器的存在會(huì)使電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，并且如果傳感器精度達(dá)不到要求會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行可靠性降低，這些缺點(diǎn)從很大程度上限制了BLDCM在

2、電動(dòng)汽車領(lǐng)域的應(yīng)用。本文主要針對(duì)BLDCM驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與研究。
　　首先，本文比較了 BLDCM和永磁同步電機(jī)(PMSM)結(jié)構(gòu)上的差異，針對(duì)BLDCM在方波驅(qū)動(dòng)方式下轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大的問題，深入分析了轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)產(chǎn)生的原因，并嘗試將適用于PMSM的正弦波驅(qū)動(dòng)方法運(yùn)用到BLDCM驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中，本文采用了基于空間電壓矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的矢量控制策略來實(shí)現(xiàn)BLDCM的正弦波驅(qū)動(dòng)控制，構(gòu)建了 BLDCM矢量控制系統(tǒng)，通過與方波驅(qū)

3、動(dòng)控制方法進(jìn)行仿真對(duì)比，驗(yàn)證了矢量控制策略能夠有效削弱轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的低轉(zhuǎn)矩紋波、小噪音和高效率的運(yùn)行效果。然后，為了提高 BLDCM矢量控制的性能，本文將矢量控制系統(tǒng)中的傳統(tǒng)轉(zhuǎn)速PID控制器用模糊PID控制器所代替，通過兩種控制器的仿真對(duì)比，得出了系統(tǒng)運(yùn)用轉(zhuǎn)速模糊 PID控制器之后抗干擾特性更強(qiáng)，電機(jī)相電流波形更加接近理想狀態(tài)，并且轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)進(jìn)一步削弱。最后，本文運(yùn)用反電動(dòng)勢(shì)滑模觀測(cè)器(SMO)來實(shí)現(xiàn)BLDCM的無(wú)位置傳感器控制，并

4、提出了一種改進(jìn)的控制函數(shù)對(duì)傳統(tǒng)SMO進(jìn)行了改進(jìn)。通過與傳統(tǒng)SMO進(jìn)行仿真對(duì)比，驗(yàn)證了改進(jìn)的SMO能夠準(zhǔn)確地估計(jì)BLDCM的反電動(dòng)勢(shì)，有效地削弱抖振，無(wú)需額外增加低通濾波器，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
　　另外，本文在硬件設(shè)計(jì)上采用TI公司的TMS320F28035做為系統(tǒng)的控制核心，同時(shí)設(shè)計(jì)了DSP最小系統(tǒng)、USB轉(zhuǎn)串口電路、CAN通信接口電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、驅(qū)動(dòng)電路、逆變電路、采樣電路、數(shù)字隔離電路、故障指示電路等外圍電路。在軟件設(shè)計(jì)上