电动汽车五相永磁同步电机驱动系统的研究.doc
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电动汽车五相永磁同步电机驱动系统的研究,1.76万字我自己原创的毕业论文，仅在本站独家提交，大家放心使用目录第一章 绪论11.1课题背景及研究意义11.2电动汽车驱动系统概述11.2.1电动汽车电机驱动系统的性能要求21.3电机驱动系统发展的现状和前景21.3.1永磁同步电机的基本结构和分类31.3.2电机驱动系统的逆变...
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电动汽车五相永磁同步电机驱动系统的研究
1.76万字
我自己原创的毕业论文，仅在本站独家提交，大家放心使用
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题背景及研究意义 1
1.2电动汽车驱动系统概述 1
1.2.1电动汽车电机驱动系统的性能要求 2
1.3电机驱动系统发展的现状和前景 2
1.3.1永磁同步电机的基本结构和分类 3
1.3.2电机驱动系统的逆变器驱动技术的发展 4
1.4论文研究的主要内容及章节安排 4
第二章 五相永磁同步电机矢量控制的数学模型分析 6
2.1永磁同步电机的数学模型 6
2.1.1五相永磁同步电机在自然坐标系下的数学模型 6
2.1.2五相永磁同步电机在旋转坐标系下的数学模型 8
2.2五相永磁同步电机矢量控制原理 9
2.3电压空间脉宽矢量PWM(SVPWM)技术 10
2.3.1五相逆变器模型及空间电压矢量分析 11
2.3.2相邻最大两矢量SVPWM控制 13
2.3.3相邻最近四矢量SVPWM控制 15
2.4 本章小结 17
第三章 驱动系统仿真 18
3.1 仿真工具的介绍 18
3.2 SVPWM驱动控制系统模型的建立 19
3.2.1永磁同步电机仿真模块 19
3.2.2扇区判断及基本作用时间求解模块 19
3.2.2.1相邻最大两矢量扇区判断及作用时间求解模块 19
3.2.2.2 相邻最近四矢量扇区判断及作用时间求解模块 21
3.2.3 SVPWM波形生成模块 22
3.2.4 SVPWM模块的总体结构 22
3.2.5五相逆变器模型 23
3.2.6 SVPWM控制系统总体仿真模型的建立 23
3.3 SVPWM控制系统仿真结果与分析 23
3.3.1 相邻最大两矢量定子电流响应波形 23
3.3.2 相邻最大两矢量各相PWM占空比输出波形 24
3.3.3 相邻最近四矢量定子电流响应波形 24
3.3.4 相邻最近四矢量各相PWM占空比输出波形 25
3.4 本章小结 25
第四章 基于DSP的电机驱动器的设计 26
4.1 驱动器硬件设计 26
4.1.1硬件设计概述 26
4.1.2 DSP控制器TMS320F2812简述 26
4.1.3 DSP的特性和资源 26
4.1.4电流采样电路 27
4.1.5电机转速和转子位置信号检测电路 28
4.1.6 IPM模块及其驱动电路的设计 28
4.1.7 IPM故障检测与保护电路 29
4.2 驱动器软件设计 31
4.2.1软件设计概述 31
4.2.2软件的开发环境 31
4.2.3系统的主程序设计 31
4.2.4电流采样子程序设计 32
4.2.5转速与位置角采样子程序设计 33
4.2.6速度与电流PID控制与调节 34
4.2.7 SVPWM算法实现子程序 35
4.2.8软件系统的其它模块 35
4.3 本章小结 36
第五章 实验与分析 37
5.1 实验概述 37
5.2 实验平台的介绍 37
5.3 初始位置角测定的方法 38
5.4 实验电流波形分析 38
5.4.1 相邻最大两矢量SVPWM电流波形 38
5.4.2 相邻最近四矢量SVPWM电流波形 39
5.5本章小结 39
结论 41
致谢 42
参考文献 43
摘要 随着全球能源短缺与环境恶化问题日益严重，电动汽车的发展越来越受到关注。其中，电机驱动技术是电动汽车发展的关键技术之一。电动汽车中，电机驱动系统作为电动汽车的动力源，其对动态性能和系统的可靠性具有很高的要求。而多相电机驱动系统具有大功率驱动、高可靠性和极好的动态性能等优点，符合电动汽车对电机驱动系统的要求。随着电力电子技术和微处理器技术的发展，使得多相电机驱动控制系统的实现成为了可能。本文以电动汽车的电机驱动系统为背景，以五相永磁同步电机作为驱动电机，采用数字信号处理器(DSP)作为系统的主控芯片，设计一种新型的电机驱动系统。
首先，本文总结电动汽车驱动系统的发展现状和技术特点，分析了永磁同步电机的基本结构和原理以及在不同坐标轴下的数学模型。然后着重介绍了多相电压空间矢量控制方法(SVPWM)的原理，在Matlab中对驱动控制系统进行了仿真，验证了其可行性。在实验平台方面，本设计采用美国TI公司专门为电机数字化控制设计的32位定点DSP控制器TMS320X2812作为控制器，分别设计了电流采样电路，电机转速和位置检测电路以及IPM驱动及故障检测与保护电路。本文并基于C语言编写了空间电压脉宽调制(SVPWM)算法的程序以及矢量控制的程序。最后，采用设计的驱动控制器进行电机驱动实验的研究，验证控制系统的可行性。
关键词: 电动汽车 多相永磁同步电机 空间电压矢量控制技术(SVPWM) 数字信号处理器(DSP)
Drive System of Five-phase Permanent-Magnet Synchronous Motor for Electric Vehicle Based on DSP
Abstract:With the deterioration of the energy and deterioration of the en vironment,people pay more attention to the development of electric vehicle (EV). One of the keys to the development of electric vehicles is the development of electric vehicle drive system. Electric vehicle drive system,as the power source of the electric vehicle, has the very high request of dynamic performance and operating reliability . Multiphase motor drive system has the advantages of achieving high power drive, high reliability and excellent dynamic performance,which is just according with the requirement of electric vehicles to the motor drive system.With the development of power electronic technology and microprocessor technology, the implementation of multiphase motor drive control system has the possibility to come ture. This paper takes electric vehicles as application background.Multiphase permanent magnet hub motor is taken as driving motor,DSP as the master control chip. Besides, we design the new electric car motor driving system based on the controller of DSP.
First of all, this paper summarizes the current developing situation of the electric vehicle drive system and analyzes basic structure and principle and the mathematical model of permanent magnet synchronous. And then the principle of voltage space vector (SVPWM) control method is introduced,the drive control system is simulated in Matlab,and its feasibilit..
1.76万字
我自己原创的毕业论文，仅在本站独家提交，大家放心使用
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题背景及研究意义 1
1.2电动汽车驱动系统概述 1
1.2.1电动汽车电机驱动系统的性能要求 2
1.3电机驱动系统发展的现状和前景 2
1.3.1永磁同步电机的基本结构和分类 3
1.3.2电机驱动系统的逆变器驱动技术的发展 4
1.4论文研究的主要内容及章节安排 4
第二章 五相永磁同步电机矢量控制的数学模型分析 6
2.1永磁同步电机的数学模型 6
2.1.1五相永磁同步电机在自然坐标系下的数学模型 6
2.1.2五相永磁同步电机在旋转坐标系下的数学模型 8
2.2五相永磁同步电机矢量控制原理 9
2.3电压空间脉宽矢量PWM(SVPWM)技术 10
2.3.1五相逆变器模型及空间电压矢量分析 11
2.3.2相邻最大两矢量SVPWM控制 13
2.3.3相邻最近四矢量SVPWM控制 15
2.4 本章小结 17
第三章 驱动系统仿真 18
3.1 仿真工具的介绍 18
3.2 SVPWM驱动控制系统模型的建立 19
3.2.1永磁同步电机仿真模块 19
3.2.2扇区判断及基本作用时间求解模块 19
3.2.2.1相邻最大两矢量扇区判断及作用时间求解模块 19
3.2.2.2 相邻最近四矢量扇区判断及作用时间求解模块 21
3.2.3 SVPWM波形生成模块 22
3.2.4 SVPWM模块的总体结构 22
3.2.5五相逆变器模型 23
3.2.6 SVPWM控制系统总体仿真模型的建立 23
3.3 SVPWM控制系统仿真结果与分析 23
3.3.1 相邻最大两矢量定子电流响应波形 23
3.3.2 相邻最大两矢量各相PWM占空比输出波形 24
3.3.3 相邻最近四矢量定子电流响应波形 24
3.3.4 相邻最近四矢量各相PWM占空比输出波形 25
3.4 本章小结 25
第四章 基于DSP的电机驱动器的设计 26
4.1 驱动器硬件设计 26
4.1.1硬件设计概述 26
4.1.2 DSP控制器TMS320F2812简述 26
4.1.3 DSP的特性和资源 26
4.1.4电流采样电路 27
4.1.5电机转速和转子位置信号检测电路 28
4.1.6 IPM模块及其驱动电路的设计 28
4.1.7 IPM故障检测与保护电路 29
4.2 驱动器软件设计 31
4.2.1软件设计概述 31
4.2.2软件的开发环境 31
4.2.3系统的主程序设计 31
4.2.4电流采样子程序设计 32
4.2.5转速与位置角采样子程序设计 33
4.2.6速度与电流PID控制与调节 34
4.2.7 SVPWM算法实现子程序 35
4.2.8软件系统的其它模块 35
4.3 本章小结 36
第五章 实验与分析 37
5.1 实验概述 37
5.2 实验平台的介绍 37
5.3 初始位置角测定的方法 38
5.4 实验电流波形分析 38
5.4.1 相邻最大两矢量SVPWM电流波形 38
5.4.2 相邻最近四矢量SVPWM电流波形 39
5.5本章小结 39
结论 41
致谢 42
参考文献 43
摘要 随着全球能源短缺与环境恶化问题日益严重，电动汽车的发展越来越受到关注。其中，电机驱动技术是电动汽车发展的关键技术之一。电动汽车中，电机驱动系统作为电动汽车的动力源，其对动态性能和系统的可靠性具有很高的要求。而多相电机驱动系统具有大功率驱动、高可靠性和极好的动态性能等优点，符合电动汽车对电机驱动系统的要求。随着电力电子技术和微处理器技术的发展，使得多相电机驱动控制系统的实现成为了可能。本文以电动汽车的电机驱动系统为背景，以五相永磁同步电机作为驱动电机，采用数字信号处理器(DSP)作为系统的主控芯片，设计一种新型的电机驱动系统。
首先，本文总结电动汽车驱动系统的发展现状和技术特点，分析了永磁同步电机的基本结构和原理以及在不同坐标轴下的数学模型。然后着重介绍了多相电压空间矢量控制方法(SVPWM)的原理，在Matlab中对驱动控制系统进行了仿真，验证了其可行性。在实验平台方面，本设计采用美国TI公司专门为电机数字化控制设计的32位定点DSP控制器TMS320X2812作为控制器，分别设计了电流采样电路，电机转速和位置检测电路以及IPM驱动及故障检测与保护电路。本文并基于C语言编写了空间电压脉宽调制(SVPWM)算法的程序以及矢量控制的程序。最后，采用设计的驱动控制器进行电机驱动实验的研究，验证控制系统的可行性。
关键词: 电动汽车 多相永磁同步电机 空间电压矢量控制技术(SVPWM) 数字信号处理器(DSP)
Drive System of Five-phase Permanent-Magnet Synchronous Motor for Electric Vehicle Based on DSP
Abstract:With the deterioration of the energy and deterioration of the en vironment,people pay more attention to the development of electric vehicle (EV). One of the keys to the development of electric vehicles is the development of electric vehicle drive system. Electric vehicle drive system,as the power source of the electric vehicle, has the very high request of dynamic performance and operating reliability . Multiphase motor drive system has the advantages of achieving high power drive, high reliability and excellent dynamic performance,which is just according with the requirement of electric vehicles to the motor drive system.With the development of power electronic technology and microprocessor technology, the implementation of multiphase motor drive control system has the possibility to come ture. This paper takes electric vehicles as application background.Multiphase permanent magnet hub motor is taken as driving motor,DSP as the master control chip. Besides, we design the new electric car motor driving system based on the controller of DSP.
First of all, this paper summarizes the current developing situation of the electric vehicle drive system and analyzes basic structure and principle and the mathematical model of permanent magnet synchronous. And then the principle of voltage space vector (SVPWM) control method is introduced,the drive control system is simulated in Matlab,and its feasibilit..
