基于AMESim-simulink仿真对混合动力汽车感应电机控制系统性能的研究.pdfVIP

第30卷第1期 长春师范学院学报(自然科学版) 2011年2月 VoJ．30No．1 of nb．20ll Journal Normal ClmngchunUnivm．sity(NaturalScience} 感应电机控制系统性能的研究 任丽莉1，康冰2，闫冬梅3 (1．长春师范学院网络中心，吉林长春130032；2．吉林大学通信工程学院，吉林长春130023； 3．吉林大学和平校区网络中心，吉林长春130062) [摘要]本文将直接转矩控制技术应用于混合动力汽车电机控制系统中，用于研究感应电机在混合动 力客车中的运行性能，使电机控制系统有较高的响应速度和较强的鲁棒性。同时有效地分析了电机在 混合动力汽车中的运行状态，并用maflah／simulink软件建立了直接转矩控制仿真模型，通过AMESim混 合动力客车整车模型联合仿真，显示了控制策略在混合动力汽车电机控制系统运行的快速性和稳定性。 [关键词]混合动力客车；电机控制系统；直接转矩控制；simulink／AMESim [中图分类号]TM302[文献标识码】A [文章编号]1008—178X(2011)01—0043—04 随着能源危机出现和日益严重的环保问题，近年来混合动力电动汽车在世界范围内成为新型汽车开发的 热点…。HEV之所以具有良好的燃油经济性及低排放性能，是由于HEV的电机驱动系统提供了良好的辅助 作用，它使HEV能工作在高效区。因此，电动驱动系统是HEV关键的动力总成。对于电机驱动系统的研究 成为了混合动力汽车研究的重点…2。 混合动力电动汽车(HEV)的运行工况比较复杂，发动机要在燃烧效率较高的情况下运行，就要工作于 最佳燃烧效率区，其他的整车与驾驶意图之间的转矩差由电动机驱动补偿，这就要求电机驱动系统经常运行 于非额定状态，以适应汽车频繁的起动、加速、减速、低速爬坡和高速运行等运行需要。许多研究表明，若 对电机驱动系统实施良好的控制，不但可以保证混合动力汽车整车动力性能，而且可以使发动机达到很高的 节能减排，较高的做功效率的效果∞J。 1 混合动力汽车整车模型建立 目前，混合动力汽车动力总成的结构主要分为串联式、并联式、混联式和复合式【4]。本文针对目前比较 普遍的并联式混合动力汽车进行仿真分析。 1．1并联式混合动力汽车动力总成结构 并联式混合动力汽车动力系统主要由热驱动系统和电驱动系统组成。热驱动系统为比较传统的发动机驱 动控制单元，电驱动系统为电动机驱动控制单元。在整个过程中，电动机、发动机可根据工况单独驱动整 车，也可根据特殊要求混合驱动。在制动要求不高、能保证安全的情况下，断开发动机，通过电动机制动能 量回馈进行能量的回收，为电池充电。本文讨论的并联式结构形式如图l所示。 图1 并联式混合动力汽车结构连接图 [收稿日期】2010—12—15 [作者简介]任丽莉(1978一)，女，吉林长春人，长春师范学院网络中心讲师，从事自动控制、网络控制及软件设计与维护 研究。 ·43· 图l中，在车辆低速启动时，由于发动机在这段时间运行效率比较低，整车通常采用纯电动方式驱动； 在加速、爬坡过程中发动机转速不够时需要加上电动机同时驱动。 1．2在AMESim软件下的并联式模型 在AMKSim软件下并联式混合动力汽车整车模型如图2。 图2井联式连接方式 2电机及控制器模型 2．1感应电机模型及转矩控制原理 由于电机模型本身具有多变量、非线性、强耦合、时变等特点，对电机模型简化分析，在静止坐标系 中，感应电机以空间矢量形式描述定、转子回路电压方程如下： f／一／s=足￡+五， io：辟f+访一咖∥，五．