电动汽车异步电机直接转矩控制算法的优化研究-电气工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 Classified Index: TM921 U.D.C: 621.3 Dissertation for the Master Degree in Engineering RESEARCH ON INDUCTION MOTOR TO OPTIMAL DIRECT TORQUE CONTROL ALGORITHM OF ELECTRIC VEHICLE Candidate： Li Haoran Supervisor： Associate Prof. He Junping Academic Degree Applied for： Master of Engineering Speciality： Electrical Engineering Affiliation： Snenzhen Graduate School Date of Defence： June, 2014 Degree-Conferring-Institution： Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 摘 要 电动汽车作为新能源汽车种类中发展迅猛的品类之一， 其对电机的控制效 果要求也越来越高，对可靠性、效率、用户体验等方面也提出更为严格的要求， 基于上述方面的需求，本文对异步电机的直接转矩控制系统进行了研究，主要 完成以下工作： 首先，分析异步电机的工作原理，对异步电机进行数学的系统建模，根据 电动汽车对转矩响应速度更为严格的要求，以及为改善驾驶者行车体验，选择 直接转矩控制作为本文的主要研究方向，进而提出三种感应电机的直接转矩控 制改善方案，分别为传统 DTC 扇区提升优化、基于 PI 控制器的 DTC 优化、预 测型 DTC。 其次，为能对整体控制达到更好的效果，定子磁链的准确性就变得 尤为突 出，本文研究了多种定子磁链观测技术，针对不同的环境要求下，选择合适的 定子磁链观测方法。其中运用全阶磁链观测器技术不仅能完成闭环的定子磁链 观测，也为后文的无速度传感器的设计提供方便。 再次，由于工程实际成本可控制要求，需要对本系统运用无速度传感器的 设计，本文提出一种简单的速度估算和以 MRAS 为核心的速度辨识技术。两者 在不同条件下各有优势。为能进一步的提升系统效率，提出一种通过改变定子 幅值的方式来减小系统损耗。 最后，以预测型 DTC 控制算法为基础，并增加全阶磁链观测器、无速度传 感器、定子磁链幅值最优等方面的优化，最终使 DTC 算法更为完善。 本文利用 Matlab/simulink 平台对以上研究进行仿真研究及论证，仿真表明， 对直接转矩控制的优化效果明显，性能得到有效提升，速度辨识效果良好。将 各个系统进行整合后，表现出了各模块的优化效果。 关键词：直接转矩控制；感应电机；全阶磁链观测；模型参考自适应 - I - Abstract As a type of new energy vehicle, electric vehicles development is the most rapid. The requirements of control effect to motor have become increasingly high. Reliability, efficiency, the user experience and other aspects have proposed more stringent requirements. Based on the above aspects of demand, the induction motor control system is studied in this paper. The tasks have been completed as follow. First of all, Mathematical model have been established for induction machine, the working principle of induction motor have been understand. According to the torque response speed for electric v ehicles have become more stringent requirements for improving the user experience. Choose the Direct Torque Control as the main research direction in the paper. Pr