基于模型設(shè)計(jì)的電動(dòng)汽車(chē)異步電機(jī)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、近年來(lái)，電動(dòng)汽車(chē)因其具有無(wú)污染、噪聲低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、能量轉(zhuǎn)換效率高、電能源來(lái)源廣等優(yōu)勢(shì)，在全球得到迅速發(fā)展。到2030年，歐洲、日本等汽車(chē)生產(chǎn)大國(guó)將不再生產(chǎn)燃油車(chē)，轉(zhuǎn)而生產(chǎn)新能源汽車(chē)，電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展已是一個(gè)全球化的必然趨勢(shì)。
　　電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力來(lái)源于電機(jī)，電機(jī)和電機(jī)控制就成為了電動(dòng)汽車(chē)的核心技術(shù)，電機(jī)控制技術(shù)的開(kāi)發(fā)成為了當(dāng)前研究的熱點(diǎn)且具有超強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)需求。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，過(guò)去一段時(shí)間流行的手寫(xiě)代碼的程序開(kāi)發(fā)模式，由于存在

2、開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、代碼錯(cuò)誤率高、測(cè)試成本昂貴等缺點(diǎn)，不能滿(mǎn)足代碼驗(yàn)證、團(tuán)隊(duì)合作的需要和產(chǎn)業(yè)界的需求，已經(jīng)被淘汰。本文以異步電機(jī)控制系統(tǒng)為研究對(duì)象，以縮短開(kāi)發(fā)周期、提高軟件安全性和可靠性為目的，研究了異步電機(jī)矢量控制算法，采用基于模型設(shè)計(jì)的方法完成了電機(jī)控制系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)。主要工作和研究成果如下：
　?、?gòu)漠惒诫姍C(jī)同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型出發(fā)，研究了基于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向矢量控制算法的原理，分析了存在電壓耦合的原因并給出了解耦方法；為使電機(jī)在

3、中、高速階段可實(shí)現(xiàn)最大轉(zhuǎn)矩輸出，設(shè)計(jì)了最大化轉(zhuǎn)矩的最優(yōu)電流弱磁控制策略；針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的控制特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)矩電流和勵(lì)磁電流閉環(huán)PI調(diào)節(jié)器；最后推導(dǎo)了三角形接法電機(jī)SVPWM調(diào)制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。
　?、诟鶕?jù)基于模型設(shè)計(jì)的工作流程，在 MATLAB/Simulink環(huán)境下建立了轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向矢量控制算法模型、異步電機(jī)數(shù)學(xué)仿真模型和汽車(chē)負(fù)載模型。對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的加速過(guò)程進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，仿真結(jié)果表明設(shè)計(jì)的矢量控制算法具有良好的動(dòng)態(tài)性能，能夠滿(mǎn)足電動(dòng)汽

4、車(chē)的要求。對(duì)矢量控制算法模型做了軟件在環(huán)（SIL）測(cè)試，驗(yàn)證了算法模型的正確性。
　?、蹖⒎抡嫦到y(tǒng)中的輸入、輸出物理信號(hào)用DSP的外設(shè)模塊代替，并根據(jù)硬件實(shí)際參數(shù)，建立了信號(hào)的轉(zhuǎn)換算法模型，然后將其與算法模型集成，得到了系統(tǒng)軟件模型，利用 Model Advisor工具驗(yàn)證了系統(tǒng)軟件模型符合 MISRA C：2010、ISO26262和MAAB等汽車(chē)軟件安全標(biāo)準(zhǔn)，最后優(yōu)化模型配置并生成了產(chǎn)品級(jí)嵌入式C代碼。
　?、転轵?yàn)證軟件