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容错永磁同步电机矢量控制在电动汽车驱动上的应用

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目 录
第一章 绪 论 1
1.1课题的背景与意义 1
1.2电动汽车的分类和比较 2
1.3电动汽车对电机驱动系统的要求 4
1.4几种电机及其驱动系统的比较 5
1.4.1电动汽车驱动电机比较 5
1.4.2电机驱动系统的比较 6
1.5容错控制技术研究现状 7
1.6永磁同步电动机控制系统的研究现状和发展方向 9
第二章 永磁同步电机矢量控制原理 12
2.1 五相永磁同步电机的数学模型 12
2.1.1 五相永磁同步电机在自然坐标系下的数学模型 12
2.1.2 五相永磁同步电机在旋转坐标系下的数学模型 14
2.2永磁同步电机矢量控制方法 15
2.3 电压空间脉宽矢量PWM(SVPWM)技术 18
2.3.1 五相逆变器模型及空间电压矢量分析 18
2.3.2 相邻最大两矢量SVPWM控制 21
2.3.3 相邻最近四矢量SVPWM控制 23
第三章 永磁同步电机矢控量制系统仿真 26
3.1 SVPWM驱动控制系统模型的建立 27
3.1.1 永磁同步电机仿真模块 27
3.1.2 扇区判断及基本作用时间求解模块 27
3.1.2.1 相邻最大两矢量扇区判断及作用时间求解模块 27
3.1.2.2 相邻最近四矢量扇区判断及作用时间求解模块 29
3.1.3 SVPWM波形生成模块 30
3.1.4 SVPWM模块的总体结构 30
3.1.5 五相逆变器模型 31
3.1.6 SVPWM控制系统总体仿真模型的建立 31
3.2 SVPWM控制系统仿真结果与分析 31
3.2.1 相邻最大两矢量定子电流响应波形 31
3.2.2 相邻最大两矢量各相PWM占空比输出波形 32
3.2.3 相邻最近四矢量定子电流响应波形 32
3.2.4 相邻最近四矢量各相PWM占空比输出波形 33
第四章 结论 34
致谢 35
参考文献 36



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。
文中以永磁同步电机在电动车上的应用为目标，介绍了电动车控制系统的组成、矢量控制的基本原理。基于永磁同步电机具有多变量、非线性的复杂特性，为研究需要，对其物理模型进行简化，建立了电机的数学模型及其基本方程。在矢量控制众多方法中采用最为简单的使直轴电流 方法进行研究，得到了基于转子磁场定向矢量控制下的电机电磁转矩方程。在Matlab/Simulink 搭建整个系统仿真模型、转速和电流控制模块。仿真结果表明所得波形符合理论分析，系统响应快、超调量小，系统运行稳定，具有良好的动、静态特性。

关键词：容错永磁电机 矢量控制 建模 仿真