基于無(wú)位置傳感器的永磁復(fù)合輪轂電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制研究.pdf

1、21世紀(jì)以來(lái)，電動(dòng)汽車(chē)因其無(wú)污染、噪聲小和效率高等顯著優(yōu)勢(shì)已成為實(shí)現(xiàn)交通可持續(xù)發(fā)展的必由之路。電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵部件之一，便成為汽車(chē)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文研究用新型永磁復(fù)合輪轂電機(jī)具有高效率、高功率密度、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，特別適合應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)。電動(dòng)汽車(chē)對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能具有較高的要求，希望能在最短的時(shí)間內(nèi)使轉(zhuǎn)子得到響應(yīng)。與矢量控制(VC)相比，直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)具有轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單以及對(duì)參數(shù)變化魯棒性強(qiáng)等

2、優(yōu)點(diǎn)。但傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制也存在著轉(zhuǎn)矩和磁鏈的脈動(dòng)較大等問(wèn)題，因而，本文對(duì)該永磁復(fù)合輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)提出了一種改進(jìn)型直接轉(zhuǎn)矩控制算法。然而，實(shí)現(xiàn)該算法就需利用位置傳感器來(lái)精確地檢測(cè)出電機(jī)的位置和轉(zhuǎn)速信號(hào)，而額外的位置傳感器在電動(dòng)汽車(chē)中使用時(shí)會(huì)降低整車(chē)系統(tǒng)的可靠性。為了解決這類問(wèn)題，本文又對(duì)永磁輪轂電機(jī)用位置傳感器的容錯(cuò)控制進(jìn)行了研究。
　　首先，闡述了本課題的研究背景和意義，介紹了基于磁齒輪的永磁復(fù)合輪轂電機(jī)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、永

3、磁同步電機(jī)控制方式、永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的研究狀況以及無(wú)位置傳感器控制技術(shù)的研究狀況;分析了該永磁復(fù)合輪轂電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，并建立了該電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。
　　其次，從理論上分析了基于SVPWM的直接轉(zhuǎn)矩控制(SVM-DTC)算法，并從減小電流直軸分量的角度，在定子磁鏈控制中采用了磁鏈自適應(yīng)方法，從而降低了電機(jī)損耗，提高了電機(jī)運(yùn)行效率。基于Matlab/Simulink搭建了該永磁復(fù)合輪轂電機(jī)的改進(jìn)型直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真

4、模型，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了研究。
　　然后，針對(duì)傳統(tǒng)滑模觀測(cè)器存在的問(wèn)題，研究了基于新型滑模觀測(cè)器的無(wú)位置傳感器控制技術(shù)，采用sigmoid函數(shù)代替了傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)函數(shù);為了解決傳統(tǒng)滑模觀測(cè)器中低通濾波器帶來(lái)的相位延遲問(wèn)題，采用反電勢(shì)觀測(cè)器代替了傳統(tǒng)濾波器以獲得反電勢(shì);同時(shí)運(yùn)用了反電勢(shì)反饋增益系數(shù)的自適應(yīng)算法，通過(guò)該系數(shù)的自適應(yīng)調(diào)節(jié)提高了轉(zhuǎn)子位置估算的精確度。在此基礎(chǔ)上，搭建了基于新型滑模觀測(cè)器的永磁復(fù)合輪轂電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)仿真模型，