混合動力電動汽車用無刷直流電機(jī)動態(tài)性能及控制策略的研究.pdf

1、本文以混合動力電動汽車中使用的無刷直流電機(jī)及其控制策略為研究對象,做了較詳盡的理論分析和實驗研究,主要工作歸納如下:1、建立了無刷直流電機(jī)在Matlab/Simulink平臺上的模型,并做了開環(huán)控制和PI-PWM控制的仿真;借鑒異步電機(jī)矢量控制的思想,建立了關(guān)于轉(zhuǎn)子位置的無刷直流電機(jī)模型,并仿真研究了傳統(tǒng)的以時間為自變量的模型和以轉(zhuǎn)子位置為自變量的模型.2、詳細(xì)分析了無刷直流電機(jī)的動力學(xué)特性.通過求解無刷直流電機(jī)的動力學(xué)微分方程,采用一

2、階泰勒展開形式,將描述電機(jī)運行過程的超越方程轉(zhuǎn)化為一般微分方程,獲得了電機(jī)電流和轉(zhuǎn)矩完整的解析表達(dá)式.比較仿真結(jié)果和計算結(jié)果,從工程的角度出發(fā),這種計算方法是令人滿意的.3、研究了無刷直流電機(jī)不同的導(dǎo)通方式及對于轉(zhuǎn)矩脈動的影響.在分析二二導(dǎo)通模式、三三導(dǎo)通模式優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上,利用超前導(dǎo)通和延遲導(dǎo)通的方法,提出了θ導(dǎo)通模式,補(bǔ)償由于換相引起的轉(zhuǎn)矩脈動.仿真試驗結(jié)果表明,這種導(dǎo)通模式很好地抑制了轉(zhuǎn)矩脈動.4、結(jié)合不同的現(xiàn)代控制策略和信號分析

3、技術(shù),提出了無刷直流電機(jī)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型參考自適應(yīng)控制方法,采用自適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)權(quán)值修正算法,大大降低了計算量.仿真試驗結(jié)果表明,這種算法對于連續(xù)變化轉(zhuǎn)速給定信號具有良好的跟蹤作用,并且網(wǎng)絡(luò)收斂速度較快.5、通過對無刷直流電機(jī)動態(tài)模型的分析,獲得了無刷直流電機(jī)PWM預(yù)測表達(dá)式.針對傳統(tǒng)的PI調(diào)節(jié)作用的滯后性,提出利用兩個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),一個用于無刷直流電機(jī)模型的辨識,另一個用于控制.通過仿真將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測控制與PI控制的效果進(jìn)行比較,結(jié)果表明,

4、預(yù)測控制很好地跟蹤了轉(zhuǎn)速突變信號和時變信號.6、提出了無刷直流電機(jī)模糊PI控制思想,借鑒神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值修正算法,通過修正模糊控制器和PI控制器的連接系數(shù),在誤差較大時較多地采用模糊控制,誤差較小時采用PI控制,較好地克服了轉(zhuǎn)速跟蹤過程中的超調(diào),同時也很好地克服了單純的模糊控制無法避免的靜差存在問題.由于模糊控制器對系統(tǒng)參數(shù)不敏感,該方法可以達(dá)到很好的控制效果.7、針對由于采取PWM控制以后,無刷直流電機(jī)的電流波形脈動較大,傳統(tǒng)的采樣和信號