新型电动车控制技术研究.doc

新型电动车控制技术研究

2.47万字
自己原创的毕业论文，仅在本站独家出售，重复率低，推荐下载使用

摘 要：能源紧缺和环境污染是当前社会面临的严峻问题,电动车因其节能环保的突出优势成为了解决这一问题的重要途径,越来越受到市场的青睐。永磁无刷直流电机凭借其结构简单、运行可靠、启动转矩大、调速性好等优点,被越来越多地应用在电动车领域。本文以电动车用永磁无刷直流电机的控制系统为研究对象,针对目前电动车的特点和性能要求,以及电动车永磁无刷直流电机控制系统存在的问题,提出了一种电动车永磁无刷直流电机控制系统方案。
本文先介绍了电动车永磁无刷直流电机的结构和工作原理,以及转子位置信号检测技术和传感器的选择,再由电机基本理论公式推导了其数学模型,结合Matlab/Simulink软件,建立了电动车永磁无刷直流电机控制系统的仿真模型并进行仿真计算分析,为后文控制系统硬件设计和控制策略开发提供参考和依据。
最后，以单片机为控制核心，设计了无刷直流电机双闭环串级调速的硬件系统，实际运行证明，此系统改善了无刷直流电机调速系统的动、静态性能，提高了系统的稳定性和鲁棒性。

关键词：永磁无刷直流电机,电机控制器,控制策略,电动车


The new electric vehicle control technology research

Abstract Energy shortage and environmental pollution is a serious problem in the current social, electric vehicle with the advantages of energy conservation and environmentalprotection outstanding has become the important way to solve this problem, more and more get the favor of the market. Permanent magnet brushless
dc motor with its simple structure, reliable operation,good start torque and speed, etc, has been used in electric vehicles increasingly. Based on the electric vehicle permanent magnet brushless dc motor control system as the research object, in view of the present characteristics and performance requirements for electric vehicle, as well as electric vehicle permanent magnet brushless dc motor control system existence question, a kind of electric vehicle permanent magnet brushless dc motor control system solutions is given.
First, the paper introduced the electric vehicle permanent magnet brushless dc motor structure and working principle, and the rotor position signal detection technology and the selection of sensor, then its mathematical model was deduced by
motor basic theory formula, At last, combined with software of Matlab/Simulink,
established the electric vehicle simulation model of permanent magnet brushless dc
motor control system and simulation analysis, to provides reference and basis for better realize the control system hardware design and control strategy development.
Finally, a design of the brushless DC motor dual closed-loop cascade control system is given, Speed and current dual-loop system of speed control is desingned. Actual operation proves that this system improved the dynamic and static performance ,stability and robustness of brushless DC motor speed control system.
Key words：permanent magnet brushless dcmotor(PMBLDCM),
motor controller, control strategy, electric vehicle

目 录

第一章 绪论 1
1.1课题背景及选题意义 1
1.2电动车驱动控制系统性能要求及存在问题分析 3
1.3电动车永磁无刷直流电机控制技术的发展和研究现状 4
1.4本文主要工作 7
第二章 电动车永磁无刷直流电机运行原理 8
2.1永磁无刷直流电机基本结构及工作原理 8
2.1.1基本结构 9
2.1.2工作原理 12
2.2转子位置信号检测技术及位置传感器选择 14
2.2.1永磁无刷直流电机转子位置信号检测技术 14
2.2.2转子位置传感器选择 16
2.3永磁无刷直流电机数学模型 18
2.4永磁无刷直流电机运行特性 21
第三章 永磁无刷直流电机控制系统建模与仿真 24
3.1Matlab/Simulink 软件介绍 24
3.2建模方法分析及模型建立 24
3.3 仿真结果 31
第四章 无刷直流电机双闭环调速系统 34
4.1 无刷直流电机采用双闭环控制的必要性 34
4.2 无刷直流电机双闭环串极调速方案 35
4.3 无刷直流电机的双闭环串极调速系统设计 36
4.3.1电流环调节器设计 36
4.3.2速度换调节器设计 37
4.3.3 采样频率的选取 37
4.3.4 PID参数整定 39
4.4 无刷直流电机双闭环调速系统的工作特性 40
4.4.1 静态特性 40
4.4.2 动态特性 41
第五章 电动车永磁无刷直流电机控制系统硬件设计 45
5.1 控制系统硬件电路总体方案 45
5.2 单片机STM8S903K3简介 45
5.3 系统电源设计 47
5.4 功率开关管驱动电路设计 48
5.4.1 上桥臂驱动电路 48
5.4.2下桥臂驱动电路 49
5.5 转子位置检测电路设计 50
5.6 电流采样电路和过流保护电路的设计 51
5.6.1 电流采样电路分析 51
5.6.2 过流保护电路分析 52
第六章 总结与展望 53
致谢 54
参考文献 55