论文部分内容阅读
目前,全球能源紧缺和环境问题日益严重,近年来,学术界和工业界都在加大新能源汽车的研制,使新能源汽车更加稳定、可靠和安全。而电动汽车的整车性能是影响它推广的关键因素,其中电机驱动系统是其核心部分之一。本文将主要对永磁同步电机参数变化引起的系列问题和其控制器进行了深入分析和研究。传统的矢量控制实现了交流电机的线性控制,使得交流电机具有直流电机的控制性能,实现了电机的静态解耦,由于永磁同步电机dq轴电感效应,dq之间仍然存在交叉耦合关系。在已知dq轴电感参数且运行过程中不变的情况下,电流前馈解耦能够实现dq轴电流彻底解耦。但永磁同步电机dq轴电感会随着电机运行工况的变化而发生明显变化,导致其控制性能不稳定,电感参数也难以实时测控。针对这一问题,本文采用了基于李雅普诺夫函数为基础的模型参考自适应算法对电感参数进行在线辨识,以李雅普诺夫函数为基础设计了自适应律,找到能使可调模型与参考模型的偏差快速收敛于零的李雅普诺夫函数,实现了对dq轴电感参数快速又准确的在线辨识,并将辨识结果应用于dq轴电流前馈解耦和最大转矩电流比控制中,从而改善了电机的控制性能,提高了控制系统对电机参数变化的鲁棒性。同时,本文还深入分析了dq轴电流的耦合关系和电流前馈解耦不彻底的原因,本文所采用的方法实现了dq轴电流的彻底解耦。分析了内置式永磁同步电机凸极效应引起的定子电流分配,将辨识结果用于dq轴电流分配计算,从而获得最大转矩电流比。为验证所该方法的有效性与可行性,对电机控制器硬件设计进行了深入研究,借助公司平台进行了部分硬件设计,制作了电机控制器控制板和驱动板。利用基于模型设计的方法在Simulink环境下生成了相应的C语言子程序,植入电机控制程序中。最后,在实验平台上进行了永磁同步电机控制的实验验证,其理论分析、仿真和实验结果基本一致,所提出的算法能够在5ms内准确辨识出dq轴电感参数;将本文提出的算法用于电流反馈解耦,dq轴电流响应过程的震荡现象得到了明显抑制,电磁转矩脉动低于1.48%。将电感辨识结果用于最大转矩电流比控制,电机达到峰值转矩稳态时,三相定子电流幅值降低了6.84%;解决了dq轴电流动态解耦和最大转矩电流比控制中电感参数变化带来的问题,验证了本文提出的方法的正确性与可行性。