电动汽车空调压缩机控制系统设计-电机与电器专业论文.docx

万方数据 万方数据 独 创 性 声 明 本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示了谢意。 签 名： 日 期： 学位论文使用授权书 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定， 即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人承诺所提交的学位论文（含电子 学位论文）为答辩后经修改的最终定稿学位论文，并授权武汉理工 大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以 采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权 经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学 位论文，并向社会公众提供信息服务。 （必威体育官网网址的论文在解密后应遵守此规定） 研究生（签名）： 导师（签名）： 日期 摘要 电动汽车具有结构简单，无污染，使用成本低廉的特点。在化石能源引 起的环境污染问题日渐严重的情况下，电动汽车代替内燃汽车是必然的趋势。 压缩机是空调系统的核心，它的性能在很大程度上决定着着整个空调系 统的性能。电动汽车用压缩机与内燃汽车不同，在体积和节能方面要求更为 严格，因而早期的机械式压缩机已逐渐被高效节能的电动压缩机取代。因而， 本文研究由无刷直流电机和压缩机构成的一体化电动压缩机的控制系统，并 且重点放在车室温度调节系统和该系统中压缩机电机电磁噪声抑制这两类问 题上。主要研究工作如下： 把车室温度控制系统设计成一个三环系统，它由温度外环、转速环和转 矩内环组成。温度外环用于控制车室环境温度，转速环根据温度控制器的输 出来控制电动压缩机电机的转速，转矩内环依据转速环中转速控制器的输出 来控制压缩机电机的转矩。 在车室温度三环控制系统框架下研究温度外环，把乘员设定的舒适温度 和车内实时温度的偏差量作为温度控制器输入，采用趋近率滑模控制策略， 输出为压缩机电机转速给定值。对压缩机电机、压缩机和车室模型分别进行 简化，温度控制器的等效对象模型为这三个环节等效模型的串联。在对控制 对象模型进行简化的条件下开展仿真研究，结果表明，基于趋近率的滑模控 制器，对热负荷变化不敏感，控制系统上升时间比传统 PID 要短且超调量小。 温度控制系统中压缩机的电磁噪声主要来自其中电机的转矩脉动。研究 温度控制系统中转矩内环的控制策略的意义在于减小转矩脉动从而降低电磁 噪声，而直接转矩控制对其中无刷直流电机的转矩脉动有很好的限制作用， 本文的直接转矩控制策略采用新型的无磁链观测的方式，在此无磁链条件下 选择新型的电压矢量，同时在此基础上以趋近率滑模控制器取代传统速度环 PI 控制器。从仿真结果可以发现，此系统有效地简化了传统直接转矩控制方 法并且对电流和转矩脉动具有更好的抑制作用。 关键词：电动压缩机，滑模控制，温度控制，噪声抑制，直接转矩控制 I Abstract With the emergence of severe environmental pollution problems caused by the shortage of fossil energy, an inevitable trend is the electric vehicle instead of fuel vehicle. Electric vehicle has the advantages of simple structure, no pollution, low use cost. The performance of compressor, which is the core of the air conditioning system,is highly related to running state of the entire air conditioning system.Compressor in electric vehicle is different with that in fuel vehicle because the former has stricter requirement in size and energy,and thus early mechanical compressor has gradually been replaced by the electromotion compressor. The integration control system of brushless dc mo