电动汽车驱动电机效率优化控制策略研究

三相BLDC电机控制和驱动系统的策略

简化三相BLDC电机控制和驱动系统的策略 _________________________________________________________________ Microchip Technology Inc. 模拟和接口产品部产品线营销经理 Brian Chu 高度集成的半导体产品不仅是消费类产品的潮流，同时也逐步渗透至电机控制应用。与此同时，无刷直流（BLDC）电机在汽车和医疗应用等众多市场中也呈现出相同态势，其所占市场份额正逐渐超过其他各类电机。随着对BLDC电机需求的不断增长以及相关电机技术的日渐成熟，BLDC电机控制系统的开发策略已逐渐从分立式电路发展成三个不同的类别。这三类主要方案划分为片上系统（SoC）、应用特定的标准产品（ASSP）和双芯片解决方案。这三类主要方案均能减少应用所需的元件数并降低设计复杂度，因此正逐渐受到电机系统设计工程师的青睐。不过，每种策略都有其各自的优缺点。本文将论述这三种方案及其如何在设计的集成度和灵活性之间做出权衡。图1：典型的分立式BLDC电机系统框图

基本电机系统包含三个主要模块：电源、电机驱动器和控制单元。图1给出了传统的分立式电机系统设计。电机系统通常包含一个简单的带集成闪存的RISC处理器，此处理器通过控制栅极驱动器来驱动外部MOSFET。该处理器也可以通过集成的MOSFET和稳压器（为处理器和驱动器供电）来直接驱动电机。 SoC电机驱动器集成了上述所有模块，并且具有可编程性，能够适用于各类应用。此外，它还是因空间受限而需要优化的应用的理想选择。但是，其处理性能较低且内部存储空间有限，因此无法应用于需要高级控制的电机系统。SoC电机驱动器IC 的另一个缺点是开发工具有限，例如缺乏固件开发环境。大多数业界领先的单片机供应商均提供种类繁多的易用工具，这一点与之形成鲜明对比。 ASSP电机驱动器面向某一特定领域设计，一切都针对某个狭义应用而优化。其占用空间极小且无需软件调节。此外，它还是空间受限应用的理想选择。图2给出了 10引脚DFN风扇电机驱动器的框图。由于ASSP电机驱动器通常专注于大批量生产应用，因此往往拥有出色的性价比。不过，这并不意味着依靠ASSP驱动器运行的电机需要牺牲性能。例如，大多数现代ASSP电机驱动器能够驱动采用无传感器和正弦算法的BLDC电机，而过去则需要使用高性能单片机才能实现这一点。但是，ASSP产品缺乏可编程性且不能调节驱动强度，这会限制其适应日益变化的市场需求的能力。图2：独立式风扇电机驱动器框图

无刷直流电机的驱动及控制

无刷直流电机驱动 James P. Johnson, Caterpiller公司本章的题目是无刷直流电动机及其驱动。无刷直流电动机（BLDC）的运行仿效了有刷并励直流电动机或是永磁直流电动机的运行。通过将原直流电动机的定子、转子内外对调—变成采用包含电枢绕组的交流定子和产生磁场的转子使得该仿效得以可能。正如本章中要进一步讨论的，输入到BLDC定子绕组中的交流电流必须与转子位置同步更变，以便保持磁场定向，或优化定子电流与转子磁通的相互作用，类似于有刷直流电动机中换向器、电刷对绕组的作用。该原理的实际运用只能在开关电子学新发展的今天方可出现。BLDC电机控制是今天世界上发展最快的运动控制技术。可以预见，随着BLDC的优点愈益被大家所熟知且燃油成本持续增加，BLDC必然会进一步广泛运用。 2011-01-30 23.1 BLDC基本原理在众文献中无刷直流电动机有许多定义。NEMA标准《运动/定位控制电动机和控制》中对“无刷直流电动机”的定义是：“无刷直流电动机是具有永久磁铁转子并具有转轴位置监测来实施电子换向的旋转自同步电机。不论其驱动电子装置是否与电动机集成在一起还是彼此分离，只要满足这一定义均为所指。”

图23.1 无刷直流电机构形 2011-01-31 若干类型的电机和驱动被归类于无刷直流电机，它们包括： 1 永磁同步电机（PMSMs）； 2 梯形反电势(back - EMF)表面安装磁铁无刷直流电机； 3 正弦形表面安装磁铁无刷直流电机； 4 内嵌式磁铁无刷直流电机； 5 电机与驱动装置组合式无刷直流电机； 6 轴向磁通无刷直流电机。图23.1给出了几种较常见的无刷直流电机的构形图。永磁同步电机反电势是正弦形的，其绕组如同其他交流电机一样通常不是满距，或是接近满距的集中式绕组。许多无刷直流电

电动汽车电机驱动控制策略研究

本科毕业设计（论文） () 论文题目：电动汽车电机驱动控制策略研究本科生姓名：关海波学号：201211318 指导教师姓名：赵峰职称：申请学位类别：工学学士专业：电力工程及管理设计(论文)提交日期：（小四号楷体加黑）答辩日期：（小四号楷体加黑）本科毕业设计(论文)

电动汽车电机驱动控制策略研究姓名：关海波学号：201211318 学院：新能源及动力工程学院专业班级：电力工程及管理1201班

指导教师：赵峰完成日期：兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity

摘要本论文首先介绍了异步电动机的数学模型，通过坐标变换，得到了异步电动机的空间矢量等效电路。并由理想逆变器的8种开关状态入手，得到了理想逆变器的数学模型，建立了空间电压矢量的定义。并在此基础上对定子磁链和电磁转矩及空间电压矢量之间的关系进行了分析，阐述了六边形磁链轨迹和近似圆形磁链轨迹异步电动机直接转矩控制系统的结构和工作原理。根据异步电动机直接转矩控制的工作原理，本论文在的平台下，分别搭建了六边形磁链轨迹和圆形磁链轨迹直接转矩控制系统模型。并对仿真结果进行了相应的分析，验证了异步电动机直接转矩控制策略的可行性。而且，对两种磁链轨迹直接转矩控制系统的优缺点及应用范围进行了比较。本论文以电动汽车的电机驱动部分为研究对象，对于异步电动机的直接转矩控制技术进行了较为深入的理论研究，在电动汽车及其他相关领域的应用具有一定的参考价值。关键词：电动汽车；电机驱动；直接转矩控制

, . . , . . , . a , a , . . ：，，目录摘要错误!未指定书签。错误!未指定书签。 1 绪论错误!未指定书签。 1.1国内外电动汽车的发展及现状错误!未指定书签。 2 电动汽车电机驱动系统分析错误!未指定书签。 2.1电动汽车驱动电机的特殊要求错误!未指定书签。 2.2电动汽车电机驱动系统的分类及选择错误!未指定书签。

机电一体化中的电机控制与维护策略思考

机电一体化中的电机控制与维护策略思考摘要：传统机械工业生产中机电一体化是非常重要的环节，一般是以人工操作机电设备为主。然而随着生产规模扩大，有了新的机电要求，传统机械为主的生产方式已无法满足实际生产需求，随着现代科技水平的提高，电子控制学在机电行业应用日益广泛，新工艺及传统工艺深度融合发展，对未来生产有很大的帮助。基于此，针对机电一体化化中电机控制与维护策略相关知识，本文从以下几方面进行了简单地分析，希望对相关领域研究有帮助。关键词：机电一体化；电机控制；维护策略引言现代社会发展中，机电一体化发展空间大且有良好发展趋势。我国机电一体化发展速度慢，相较之发达国家，机电一体化技术水平有一定差距。随着机电一体化技术的发展，当前我国很多机械行业领域应用机电一体化技术进行生产。机电一体化发展中经过多次创新改革，发展日益稳定因而备受行业关注，由此为我国社会经济与机械行业发展提供了重要的推动力。 1、改善机电一体化具体内容与内涵随着经济的快速发展，及科技为主的内在发展动力逐渐成为生产力的重要构成内容。简单而言，机电一体化内涵包含三部分：（1）以新生产技术为主的机械生产方式。该技术应用旨在有效融合电子操控技术，充分发挥电子操作技术优势提高生产流程性能。（2）计算机及信息网络技术。巧妙应用该技术有效融合机电一体化电机硬件与软件系统，以此同步实现智能化与自动化生产目标。（3）系统感受器官及传感检测技术。机电一体化化中应用该技术可自动化控制与调节机电运转与发展情况，保障机电一体化系统运转水平。虽然现阶段机电一体化应用各行业领域并取得了显著成就，应用范围也不断扩大。但实际应用过程中还存在一些不足，亟待制定措施进行改革。为了确保生产系统中机电一体化电机稳定稳定，扩大与提高工艺生产中的作用是十分必要的，以此深入控制并保护电机设备。 2、机电一体化电机控制与维护现状现阶段，我国机电一体化技术应用日益成熟，但在电机控制及维护工作中，传统电机控制及维护方案与机电一体化高效运转要求不相符。而且传统落后的电机控制设备无法有效的保护电机设备。同时生产运营中电机所处环境比较特殊，只有加强电机环境建设方能确保电机实现高效长久的运行。随着生产力水平的提高，电机设备提出了更加养的要求，一旦电机控制出现故障就会影响整个生产活动。例如，电机操作人员应用指令执行操作，假若自动化电机不能精确识别指令，就会影响电机实际运行。另外各生产环节中，如果电机状态出现异常也会影响整个生产过程。此类问题的出现有很多原因，不仅仅局限于短路以及电机太热等问题，此种情况下电机控制与保护系统面临更高的要求。机电一体化电机操作中，传统电机保护装置一般应用电磁继电器与熔断器等硬件防护措施。随着机电一体化技术水平的提高，信息处理环节中此类简单防护措施会影响数据紧缺性，无法满足实际生产发展与进步，还会引发很多安全事故，这与电机系统灵敏性联系紧密。整体而言，电磁继电器及熔断器为主的硬件防护措施，综合性能还有很大的提高空间。 3、机电一体化电机控制与维护策略 3.1定期检查机电一体化运行设备

电动汽车AFS与DYC集成控制策略研究79885824

毕业论文题目电动汽车AFS与DYC集成控制策略研究

南京航空航天大学本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）（题目：电动汽车AFS 与DYC集成控制策略研究）是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。尽本人所知，除了毕业设计（论文）中特别加以标注引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。作者签名：2015年6月10日（学号）：021130207

电动汽车AFS与DYC集成控制策略研究摘要汽车主动安全技术经过近几十年的发展，特别是主动前轮转向（Active Front Steering, AFS）和直接横摆力矩控制（Direct Yaw Control, DYC）技术已分别被普遍应用于传统内燃机汽车上，并极大地提高了汽车操纵稳定性。但随着电动汽车的大力发展，尤其轮毂电机技术取得突破性的进展，从而使电动汽车相对于传统内燃机汽车具有更好的可控性和灵活性，并能够为AFS和DYC技术提供更为广阔的技术平台。然而，随着人们对主动安全技术的要求变得越来越高，从而，促进了AFS和DYC集成控制的发展。但是，现阶段的AFS和DYC集成控制方法存在较大的协调控制问题，即AFS和DYC 同时工作时，两者同时产生的横摆力矩会相互影响，不仅增加了系统负担，并且降低了控制效果。因此，针对AFS和DYC集成控制方式存在的协调控制问题，本文采用了分层控制方法进行了解决，并通过滑模变结构控制理论分别对AFS和DYC控制器进行了设计，从而使汽车轮胎的侧向力在线性范围时，主要通过AFS来实现期望的横摆力矩，当汽车轮胎的侧向力超出线性范围时，超出部分将由DYC来实现。最后，在Simulink中搭建系统的仿真模型。分别在高低速下进行双移线仿真试验，并验证了集成控制方法能够有效地跟踪期望的横摆角速度，且能弥补单个控制器同时起作用时会产生相互影响的问题。关键词：电动汽车，车辆稳定性控制，滑模控制，s imulink仿真

纯电动汽车驱动电机应用概述

纯电动汽车驱动电机应用概述郑金凤胡冰乐张翔 (福建农林大学机电工程学院，福建福州 350002) 摘要：介绍了目前纯电动汽车的发展状况，叙述了纯电动汽车驱动电机不同类型的特点及相关的控制方法。还介绍了一些目前应用比较广泛的驱动电机控制方法的主要内容及其所解决的相关问题。关键词：纯电动汽车驱动电机矢量控制直接转矩控制中图分类号：TP202 文献标识码：A Driving Motor for Electric Vehicles Application Overview Zheng Jinfeng Hu Bingle Zhang Xiang (College of Mechanical and Electronic Engineering，Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou 350002，China) Abstract: the current state of development of electric vehicles and features of the electric vehicles are described.Otherwise,driving motors and its control methods are narrated. Also major contents of some driving motor control methods applied extensively at present and its related issues are discussed. Key words：Electric vehicle，Drive motor，Vector control，Direct Torque Control 引言由于环境保护越来越受消费者和政府的重视，以及能源价格的不断上涨，使得世界的汽车制造商都纷纷加大开新能源汽车开发力度。在去年金融危机的影响下，今年以来，由于全球大多主流的汽车市场纷纷出现衰退，尤其以美国和日本为代表的两大汽车市场出现了急剧下滑，使得美国和日本汽车厂家不得不加速原本保守的计划，从而重新刺激美国和日本等原有核心市场。而电动汽车以电能为能源，具有零排放无污染的突出优点，因此备受汽车界的推崇。在中国，政府今年也不断的推出各种政策来促进纯电动汽车的发展。回顾一下国际上电动汽车的发展史，连这次至少有四次，世界汽车工业界要启动纯电动汽车，但是前三次都失败了。前三次失败主要是因为电池。前三次基本上都是以铅酸电池为基础，由于他的比能量和比价格都比较差，所以没有得到推广。现在随着电池技术的不断发展，使得纯电动汽车的推广得以实现。现在纯电动汽车主要采用的是锂电池，锂电池的比能量是铅酸电池的八到十倍，且质量轻。今年比亚迪、丰田、奇瑞等汽车公司都将推出各自的纯电动汽车。并且电动汽车将可能慢慢成为汽车发展的一种趋势和必然[1,2,3]。 1各种电动汽车驱动电机的性能[4-11] 纯电动汽车关键的难点重点在于电池技术和驱动电机。电池技术已经在一定程度上得到了突破。下面主要讨论一下驱动电机的相关状况。 1.1电动汽车驱动电机控制的关键问题电动汽车是以车载电源为动力，并采用电动机驱动的一种交通工具。电机及其驱动系统是电动汽车的核心部件之一，由于电动汽车在运行过程中频繁起动和加减速操作，对驱动系统的有着很高的要求。下面主要阐述控制过程中的一些关键问题: （1）用在电动汽车的电动机应具有瞬时功率大、过载能力强(过载3～4倍)、加速性能好，使用寿命长的特点。（2）电动汽车用电动机调速范围应该宽广，包括恒转矩区和恒功率区。要求在低速运行时可以输出大恒定转矩，来适应快速起动、加速、负荷爬坡等要求；高速时能够输出恒定功率，能有较大的调速范围，以适应平坦的路面、超车等高速行驶要求。

电动汽车智能充电系统控制策略研究

电动汽车智能充电系统控制策略研究发表时间：2020-04-14T07:34:25.255Z 来源：《中国电业》（发电）》2020年第1期作者：王琦[导读] 本文以电动汽车以锂离子动力电池为分析对象，研究如何改进其快速充电方法。西安麦格米特电气有限公司陕西省西安市 710075摘要：随着电动汽车的逐渐普及，电动汽车充电桩的大规模接入会对电网的运行规划产生重大影响。提出了一种以预约为前提条件，面向用户端的电动汽车智能充电控制策略。根据充电桩实时运行状态，结合对电动汽车充电时间的预测，并充分考虑用户需求，建立了电网控制端—计算机处理终端—智能充电桩终端—电动汽车用户端之间的信息反馈系统数学模型。通过算例分析，结果表明：采用所提出的充电控制策略，可显著提高充电系统运营效率，适用于大规模电动汽车智能充电系统。关键词：电动汽车；充电桩；控制策略；预约；信息反馈引言生活水平的提高，人们的出行生活越来越多地依赖于汽车，以致汽车拥有量不断增加，从而加重了车尾气造成的环境污染，另外汽车数量的增多也使石油等资源的利用度剧增，严重造成这些能源的紧缺。这种现象严重违背了当代汽车发展中的“节能环保”主题。因此，电动汽车因具有较高的性能、较低的尾气排放和较好的续航能力等优点受到众人的青睐。因此，如何快速高效而且低损地为动力电池充电不仅对电动汽车的发展具有重要意义，而且是对电动汽车发展的重大挑战。本文以电动汽车以锂离子动力电池为分析对象，研究如何改进其快速充电方法。 1充电系统的设计充电系统的主要设计界面主要就是实现铅酸电池组在充电过程的设计，也就是说能够让电池在较短的时间内充满汽车所需要的电量，而在较短时间完成对蓄电池的充电，对蓄电池初始状态可以做出实时的监测，那么电池在最初状态做出了检测，确定了蓄电池组的负荷状态，同时在温度和内部两端电压两个方面，蓄电池的实时监测状态对蓄电池参数实施的采样；按照蓄电池的各项指标来讲，在智能充电的过程中，处理器可以分析当前的电路对蓄电池的接入情况，从而导致蓄电池性能状况和负载区域能力共同的显示在了LCD板上，之后智能充电对于故障时会经过GSM通信通过短信的方式回馈给车主人，让车主及时地做出应有的判断，从而实现了自动化、智能化汽车充电。智能充电的基本模块包括：LCD触摸板、电源模块、数据存储模块、GSM通信模块、声光报警模块、参数检测模块这六大模块。近些年电脉冲充电方式成了充电的首选方式，正脉冲充电过程中产生的脉冲会在负电极中产生的脉冲相抵消，那么这样的现象就使得极化现象的影响减少，可以在缩短充电时间的基础上，降低在速冲过程中的危害，从而达到了真正的高效率充电。 2智能充电装置为进一步提高本系统的智能性，分布式智能充电装置除具备传统功能（包括充电、计量、保护等）外，还实现了：（1）移动终端控制功能，通过终端App即可对启停机进行控制，用户通过移动终端即可对符合充电条件的充电装置的启停状态进行实时控制；（2）上传充电信息，包括电压、电流、电量、费率、计费、工作状态、故障等在内的充电信息会在App界面实时显示，同时充电信息由充电装置完成到服务器的上传。充电装置的控制核心为负责完成指令控制与信息分发功能的MCU，选用CORTEX系列芯片（具备低功耗、高性价比优势）完成同Wi-Fi通信模块间的通信过程（通过串口、SPI总线）及与数字电能表间的通信过程（通过485总线），同存储单元则通过I2C总线完成通信过程，并通过驱动电路同接触器相连，充电电能输出通过MCU实现通断状态的控制。相关信息的上报（电流、功率、电能）及远程控制充电装置开关状态则通过低功耗的Wi-Fi通信模块同无线网关的数据通信实现。交流电通过电源转换模块完成到直流电（包含不同电压等级）的转换。 3充电装置智能系统的设计与实现 3.1硬件框架硬件系统主要由中央主控板、读卡器、检测芯片、显示屏、通信设备等构成，接入电网电源（380V）为AC交流电源输入，由中央处理单元进行相关操作后（包括滤波、整流、稳压等）转换为可用直流电源以供电动汽车充电使用。用户需通过IC卡识别模块完成充电装置的激活过程，系统识别IC卡用户信息（通过读卡器）后可显示余额及个人信息。状态显示包括充电模式、电流、电压、充电状态等在内的信息。作为监控系统的核心主控板的主要功能在于控制充电过程的启动/关闭及实时监控，并将数据向后台实时传输，具备工业级的温度范围，主控板具备7个串口，下位机数据检测及采集模块同备显示功能的上位机CPU模块采用串行总线完成通信过程；具备一个以太网口，采用动态的SDRAM和NAND控制器。通过监控保护单元的设计实现对充电装置状态（包括进线输入电压、充电电压/电流、接口连接状态、车载电池状态等）的实时监测，出现异常时可及时切断电源输出，以确保充电过程的安全可靠。建设过程中为确保阴湿天气情况下的正常运行，应选择镀锌钢板作为充电装置外体材料，在外体上链接一根接地线抑制共模效应。

纯电动汽车的驱动电机系统详解

纯电动汽车的驱动电机系统详解驱动电机系统是电动汽车三大核心系统之一，是车辆行驶的主要驱动系统，其特性决定了车辆的主要性能指标，直接影响车辆动力性、经济性和用户驾乘感受。一、驱动电机系统介绍驱动电机系统由驱动电机、驱动电机控制器(MCU)构成，通过高低压线束、冷却管路与整车其他系统连接，如图1所示。整车控制器(VCU)根据加速踏板、制动踏板、挡位等信号通过CAN网络向电机控制器MCU发送指令，实时调节驱动电机的扭矩输出，以实现整车的怠速、加速、能量回收等功能。电机控制器能对自身温度、电机的运行温度、转子位置进行实时监测，并把相关信息传递给整车控制器VCU，进而调节水泵和冷却风扇工作，使电机保持在理想温度下工作。驱动电机技术指标参数，如表1所示，驱动电机控制器技术参数如表2所示。1、驱动电机永磁同步电机是一种典型的驱动电机(图2)，具有效率高、体积小、可靠性高等优点，是动力系统的执行机构，是电能转化为机械能载体。它依靠内置旋转变压器、温度传感器(图3)来提供电机的工作状态信息，并将电机运行状态信息实时发送给MCU。旋转变压器检测电机转子位置，经过电机控制器内旋变解码器解码后，电机控制器可获知电机当前转子位置，从而控制相应的IGBT功率管导通，按顺序给定子三个线圈通电，驱

动电机旋转。温度传感器的作用是检测电机绕组温度，并提信息供给MCU，再由MCU通过CAN线传给VCU，进而控制水泵工作、水路循环、冷却电子扇工作，调节电机工作温度。驱动电机上有一个低压接口和三根高压线(V、U、W)接口，如图4所示。其中低压接口各端子定义如表3所示，电机控制器也正是通过低压端口获取的电机温度信息和电机转子当前位置信息。2、驱动电机控制器驱动电机控制器MCU结构如图5所示，它内部采用三相两电平电压源型逆变器，是驱动电机系统的控制核心，称为智能功率模块，它以IGBT(绝缘栅双极型晶体管)为核心，辅以驱动集成电路、主控集成电路。MCU对所有的输入信号进行处理，并将驱动电机控制系统运行状态信息通过CAN2.0网络发送给整车控制器VCU。驱动电机控制器内含故障诊断电路，当电机出现异常时，达到一定条件后，它将会激活一个错误代码并发送给VCU整车控制器，同时也会储存该故障码和相关数据。驱动电机控制器主要依靠电流传感器(图6)、电压传感器、温度传感器来进行电机运行状态的监测，根据相应参数进行电压、电流的调整控制以及其它控制功能的完成。电流传感器用于检测电机工作实际电流，包括母线电流、三相交流电流。电压传感器用于检测供给电机控制器工作的实际电压，包括动力电池电压、12V蓄电池电压。温度传感器用于检测电机控制系统的工作温度，包括IGBT模块的温度。驱动电

电机控制论文

目前几种比较常见的直接转矩控制策略中，对于中小容量而言，控制方案重点在于进行转矩、无差拍控制和提高。对大容量来说，其区别在于低速时采用了间接转矩控制，从而达到低速时降低转矩脉动的。直接转矩控制技术概述相对于直流电机在结构简单、维护容易、对环境要求低以及节能和提高生产力等方面具有足够的优势，使得交流调速已经广泛运用于工农业生产、交通运输、国防以及日常生活之中。随着电力电子技术、微电子技术、控制理论的高速发展，交流调速技术也得到了长足的发展。目前在高性能的交流调速领域主要有和直接转矩控制两种。1968年Darmstader工科大学的Hasse初步提出了磁场定向控制(Field Orientation)理论，之后在1971年由的对此理论进行了总结和实现，并以专利的形式发表，逐步完善并形成了现在的各种矢量控制方法。特点对于直接转矩控制来说，一般文献认为它由德国鲁尔大学的教授和的于1985年首先分别提出的。对于磁链圆形的直接转矩控制来说，其基本思想是在准确观测定子磁链的空间位置和大小并保持其幅值基本恒定以及准确计算负载转矩的条件下，通过控制电机的瞬时输入电压来控制电机定子磁链的瞬时旋转速度，来改变它对转子的瞬时转差率，达到直接控制电机输出的目的。在控制思想上与矢量控制不同的是直接转矩控制通过直接控制转矩和磁链来间接控制电流，不需要复杂的坐标变换，因此具有结构简单、转矩响应快以及对参数鲁棒性好等优点。控制事实上，1977年A·B·Plunkett曾经在IEEE的工业应用期刊上提出了类似于目前直接转矩控制的结构和思想的直接磁链和转矩调节方法，在这种方法中，转矩给定与反馈之差通过PI调节得到滑差频率，此滑差频率加上电机转子机械速度得到逆变器应该输出的电压定子频率；定子磁链给定与反馈之差通过积分运算得到一个电压与频率之比的量，并使之与定子频率相乘得到逆变器应该输出的电压，最后通过SPWM方法对电机进行控制。发电机非常容易地将电动机轴上的飞轮惯量反馈给电网，这样，一方面可得到平滑的制动特性，另一方面又可减少能量的损耗，提高效率。但发电机、电动机调速系统的主要缺点是需要增加两台与调速电动机相当的旋转电机和一些辅助励磁设备，因而体积大，维修困难等。第三，自出现汞弧变流器后，利用汞弧变流器代替上述发电机、电动机系统，使调速性能指标又进一步提高。特别是它的系统快速响应性是发电机、电动机系统不能比拟的。但是汞弧变流器仍存在一

《驱动电机及控制技术》课程标准

江苏安全技术职业学院汽车运用安全管理专业《驱动电机及控制技术》课程标准一、课程性质本课程是三年制高等职业学校新能源汽车运用与维修专业必修的一门专业核心课程。是在汽车电工电子、汽车机械基础等课程基础上，开设的一门综合性较强的核心课程，其任务是使学生掌握常用电动机的结构及其控制方法，培养学生对新能源汽车常用电动机的结构原理分析及控制策略的设计能力；对学生进行职业意识培养和职业道德教育，提高学生的综合素质与职业能力，增强学生适应职业变化的能力，为学生职业生涯的发展奠定基础。二、学时与学分本课程建议课时为80课时，本课程的总学分为5学分。三、课程设计思路本课程学习方式的多样化。推行项目教学、案例教学、工作过程导向教学等教学模式，分知识模块来实施。 1、课程定位本课程的开设是通过深入企业调研，与专业指导委员会专家共同论证，根据工作任务与职业能力分析，以必须、够用为度，以掌握知识、强化应用、培养技能为重点，以新能源汽车相关工作任务为依据设置本课程。 2、目标确立依据新能源汽车运用与维修专业人才培养方案中确定的培养目标、综合素质、职业能力，按照知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度，突出核心素养和关键能力，结合本课程的性质和职业教育课程教学的最新理念，确定课程目标。 3、教学内容确定依据《驱动电机及控制技术》课程所对应工作的基本内容，将本课程划分为驱动电机基础知识、常用驱动电机、功率变换器、功率变换器应用技术、驱动电机控制技术和新型驱动电机等几大部分，在设计上强调学生学习自主性。内容上以任务为导向，强化知识与信息的应用，弱化知识的了解与背诵；教学指导上合乎以学生为中心，重视学习成果的展示分享，让学习者在享受成就感的前提下，兴趣盎然地完成学习任务，达到单元学习目标。四、课程目标学生通过学习本课程，使学生能掌握新能源汽车中主要使用的几种电动机--直流电动机、交流感应电动机、交流永磁电动机和开关磁阻电动机的结构、原理及应用，以及新能源汽车驱动电动机的结构及其控制方法。熟悉对上述调速、分析及控制。结合生产生活实际，培养学生对所学专业知识的兴趣和爱好，养成自主学习与探究学习的良好习惯，从而能够解决专业技术实际问题，养成良好的工作方法、工作作风和职业道德。核心素养和关键能力目标：

常用电机驱动方案

电机模块直流电机的控制很简单，性能出众，直流电源也容易实现。目前常用电机驱动方案为直流电机的H桥驱动电路。 H桥驱动电路的内部原理解析如下：图1中所示为一个典型的直流电机控制电路。电路得名于“H桥驱动电路”是因为它的形状酷似字母H。4个三极管组成H的4条垂直腿，而电机就是H 中的横杠。如图所示，H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。要使电机运转，必须导通对角线上的一对三极管。根据不同三极管对的导通情况，电流可能会从左至右或从右至左流过电机，从而控制电机的转向。图1 H桥驱动电路要使电机运转，必须使对角线上的一对三极管导通。例如，如图2所示，当Q1管和Q4管导通时，电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机，然后再经Q4回到电源负极。按图中电流箭头所示，该流向的电流将驱动电机顺时针转动。当三极管Q1和Q4导通时，电流将从左至右流过电机，从而驱动电机按特定方向转动（电机周围的箭头指示为顺时针方向）。

图2 H桥电路驱动电机顺时针转动图3所示为另一对三极管Q2和Q3导通的情况，电流将从右至左流过电机。当三极管Q2和Q3导通时，电流将从右至左流过电机，从而驱动电机沿另一方向转动（电机周围的箭头表示为逆时针方向）。图3 H桥驱动电机逆时针转动驱动电机时，保证H桥上两个同侧的三极管不会同时导通非常重要。如果三极管Q1和Q2同时导通，那么电流就会从正极穿过两个三极管直接回到负极。此时，电路中除了三极管外没有其他任何负载，因此电路上的电流就可能达到最大值（该电流仅受电源性能限制），甚至烧坏三极管。基于上述原因，在实际驱动电路中通常要用硬件电路方便地控制三极管的开关。图4 所示就是在基本H桥电路的基础上增加了4个与门和2个非门。4个与门同一个“使能”导通信号相接，这样，用这一个信号就能控制整个电路的开关。而2个非门通过提供一种方向输人，可以保证任何时候在H桥的同侧腿上都只有一个三极管能导通。

混合电动汽车整车控制策略研究及发展趋势探讨

混合电动汽车整车控制策略研究及发展趋势探讨张嘉君武汉理工大学汽车工程学院，湖北武汉 430070 E-mail：941ai@https://www.360docs.net/doc/4d9781468.html, 摘要：混合电动汽车整车控制策略是电动汽车的灵魂。本文综述了当前混合电动汽车控制关键技术，分析了应用于电动汽车的主要控制理论，提出了整车控制策略研究的重点和突破方向，对混合动力整车控制策略设计与开发具有指导和借鉴意义。关键词：混合电动汽车，控制策略，关键技术 1 引言混合电动汽车（Hybrid Electrical Vehicle, 简称HEV)是指同时装备两种动力来源——热动力源（由传统的汽油机或者柴油机产生）与电动力源（电池与电动机）的汽车。通过合理复合动力系统，灵活调控整车功率流向，使发动机保持在综合性能最佳的区域工作，从而降低油耗与排放。美国的PNGV (Partnership for a New Generation of Vehicles)、欧洲的“The Car of Tomorrow ”计划、日本的“Advanced Clean Energy Vehicle Project”以及我国的“清洁汽车行动”都正是基于HEV而制定的战略计划。刚刚闭幕的“十一五”规划着力自主创新，混合动力技术可能是我国汽车行业自主创新的最大突破口，而在HEV关键技术中，整车控制策略占据着核心灵魂位置，因此，科学深入研究混合动力汽车的整车控制策略显得必然重要。作者对混合电动汽车的控制理论及技术现状作了系统分析，并指出了HEV控制策略研究关键技术和发展方向。 2 概念与结构混合动力汽车主要有串联（SHEV）、并联（PHEV）和混联（SPHEV），和传统汽车的主要区别在于其多了电动机或发电机，不同混合动力之间的结构区别主要在于起能量流向的不同，图1和图2给出了串联和并联混合动力汽车的能量流向。抽象的混合动力控制策略，就是通过合理规划整车在具体行使工况中的不同动作，使整车能量高效、合理流动，达到整车经济性、动力性、排放等各项指标达到最佳结合点。由于各种混合动力电动汽车结构上的差异，因而需要不同的控制策略来调节和控制功率流从不同元件的流进和流出，采用不同控制策略的目的是为了实现不同的控制目标。具体来说，混合动力控制策略的控制目标主要有以下四个：燃油经济性；排放指标；系统成本；最驱动性能。 - 1 -

电机驱动系统效率优化控制技术研究现状

1.2 电机驱动系统效率优化控制技术研究现状电动汽车的动力由电动机提供，电机驱动系统（简称驱动系统）的性能直接影响了电动汽车的性能。电动汽车系统需要能够满足频繁停车启动、加速、大负载爬坡以及紧急制动等要求，也需要考虑到汽车行驶路况复杂多变，存在雨天、酷热、下雪等恶劣天气，以及颠簸、泥泞等复杂路况。另外，在满足行驶条件的情况下还应最大限度地保证驾驶人员和乘坐人员的舒适安全。作为电动汽车的核心部分，驱动系统应满足宽调速范围、宽转矩输出范围、良好的加减速（起动、制动）性能、运行效率高（提高续航里程）以及高可靠性等要求。针对永磁同步电机驱动系统的效率优化，总体来说可分为以下三个方向： 1）从电机本体的电磁设计、制造工艺以及电机的材料着手，开发高效电机。 2）改进脉宽调制(Pulse Width Modulation，PWM)技术，降低功率开关器件上的损耗从而提高逆变器的整体效率；降低变频器输出电压的谐波含量，如采取空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM)技术和软开关技术，减小谐波含量从而提高驱动系统的整体效率。 3）研究合适的控制策略，在保证电机满足运行条件的情况下减小直流侧的功率输入，提高驱动系统的效率。目前，针对永磁同步电机驱动系统效率优化所提出的控制策略很多，总体来说可以分为两大类：第一类是基于损耗模型的效率优化控制(Loss Model Control，LMC)策略；第二类是基于搜索法的效率优化控制(Search Control，SC)策略。下面分别进行概述。 1.2.1 基于损耗模型的效率优化控制策略该控制策略作为一种基于前馈式的控制方法，基本原理是：在充分考虑电机各部分损耗的基础上，建立较为精确的损耗模型，根据电机运行状况（负载转矩和实际转速）计算出该运行状况下最优的控制变量（一般为磁场、电压或者电流）以减小驱动系统的损耗。若控制变量为电枢电流，对永磁电机驱动系统来讲一般选择最优的直轴电流i d和交轴电流i q，对混合励磁电机驱动系统来讲包括i d、i q以及励磁电流I f。这种控制策略目前已被广泛应用到了闭环传动系统中，可以保障电机驱动系统在全局运行范围内都能实现效优化。基于损耗模型的同步电机效率优化控制基本框图如图1.1所示。基于损耗模型的驱动系统效率优化策略最早由T.M.Rowan和T.A.Lipo[1]，以及H.G.Kim [2]等人提出并进行研究；1987年Bose[3][4]等人将该策略运用到永磁同步电机驱动系统中。美国学者X.Wei和R.D.Lorenz已将基于损耗模型控制策略结合直接转矩控制(Direct Torque Control，DTC)中，以提高永磁同步电机在瞬态过程中的效率[5]。针对同步电机而言，基于损耗模型的效率优化策略总共可以分为五种类型：考虑铁损的损耗模型控制策略[6][7]、考虑铜损的损耗模型控制策略[8][9]、考虑铁损和铜损的损耗模型控制策略[10][11]、基于电机精确损耗模型损耗模型控制策略[12][13]和约束条件下的损耗模型控制策略[14][15]。

电动汽车用电机控制策略分析

电动汽车用电机控制策略分析摘要第一章绪论 1.1引言 1.2电动汽车的定义及优势 1.2.1电动汽车的定义 1.2.2电动汽车的优势 1.3电动汽车的基本结构 1.4本论文选题的意义及主要内容 1.4.1选题的意义 1.4.2本文的主要内容第二章电动汽车电机驱动系统介绍 2.1电动汽车驱动电机分类 2.2电机驱动系统系统构成与布置方式 2.3电动汽车中电动机类型及其驱动系统 2.4电动汽车电机驱动控制的发展现状和趋势第三章交流感应电动机及其控制策略第四章无刷直流电动机及其控制策略第五章永磁同步电动机及其控制策略 5.1永磁同步电机的结构和特点 5.2永磁同步电机矢量控制理论 5.2.1电动机的转矩控制 5.2.2 PMSM坐标变换 5.2.3 PMSM数学模型 5.2.4电流极限圆和电压极限圆 5.3永磁同步电动机恒转矩控制

5.3.1id =0控制 5.3.2最大转矩／电流比控制 5.3.3恒磁链控制 5.3.4 cosφ=1控制 5.4永磁同步电动机弱磁控制第六章全文总结与展望摘要第一章绪论 1.1引言在未来的一段时间内，我国将成为世界最大的汽车消费国，2010年我国汽车增加到五千六百万辆以上，不过空气污染源也会大幅度提高，空气污染将有64%来自于汽车尾气的排放，在2020年左右，我国石油消费量将超过4.5亿吨，而我国能源系统效率平均低于国际先进水平10%，但是我国60%石油消费量依赖于进口，要是仍然采用传统的内燃机技术发展汽车工业将会使我国为此付出巨大代价和对环境保护也会造成巨大的压力。在这种严峻的形势下，我国汽车工业的未来发展需要我们好好思考。根据现在世界人口和汽车的增长趋势来看，今后50年中，世界人口和汽车数量分别从60亿增加到100亿和7千万增加到2亿5千万辆以上。若这些车辆都采用内燃机，能源需求和空气污染将会给人类造成巨大的压力和损坏。因此我们必须开发节能环保型以及高效智能型的交通车辆，只有这样才能在本世纪实现交通的可持续发展。能源危机曾经对世界经济带来严重影响，因此石油毕源的争夺更加强烈，石油纠纷在国际上也不断发生，甚至为了争夺石油资源而爆发的战争在近几年也不断发生。因此石油资源的解决是当今世界每个国家所面临的首要考虑的问题，石油资源解决的好坏是当今世界是否稳定的重要因素。电动汽车是将机算机、电子与化学各学科领域中的高新技术于一体，是汽车、计算机、电力拖动、新材料、新能源、功率电子、自动控制、化学电源等工程技术中最新成果的集成产物。混合动力电动汽车、燃料电池汽车和纯电动汽车对世界汽车的发展以及环境的保护都起到一个前所未有的阶段，具有里程碑的意义。 1.2电动汽车的定义及优势我国政府已将电动汽车的快速发展列入我国“十五”国家863计划，加大了对电动汽车开发和产业化的投入，与世界发达国家电动汽车发展接轨，目前已经取得了一定得成就。我国不少高等院校、相关的研究以及国内部分企业都加强了对电动汽车研究开发的力度，加快了汽车事业的发展速度。目前我国纯电动汽车研发比较顺利，可以小批量生产与应用;与此同时混合动力汽车的发展目前它的产业化也可以说具备条件;值得炫耀的是我国的燃料电池汽车研发目前达到国际先进水平。因此我国建立电动汽车产业，逐步实施车用能源动为系统转型，实现节能环保目标奠定了技术基础。 1.2.1电动汽车的定义电动汽车是指以车载电源为动力，用全部或部分由电机驱动，并配置大容量电能储存装置,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆 1.2.2电动汽车的优势现如今各国都在发展电动汽车事业，是由于它具有以下几个方面的优点:

电机控制系统研究.

网络高等教育本科生毕业论文（设计）题目：电机控制系统研究学习中心：层次：专科起点本科专业：电气工程及其自动化年级： 2011年秋季学号：学生：指导教师：完成日期：

内容摘要目前的世界，能源日益紧张，环境日趋恶化。节能减排，改善人类生存的环境，正成为越来越多人们的共识。低碳已经成为一个世界性的话题，而电能的消耗主要是工作使用，电机占了很大的比重。电能是所有能源种类中最易被人类使用的一种能源，也是很多其它能源所转换的一个对象，因此，对电能的节约，也就是相应的节约了其它类型的一次性能源，比如煤、油、气等非再生能源。随着大功率开关器件集成电路及高性能的磁性材料的进步，采用电子换向原理工作的无刷直流电机取得了长足的发展。无刷直流电机既有直流电机的结构简单，运行可靠，维护方便的一系列优点。又具备交流电机运行效率高，无励磁损耗及调速性能好等诸多优点，在当今国民经济的各个领域里的应用日益普及。通常我们靠霍尔元件来得到转子的位置，然而传感器有一些缺点，比如增加了成本占空间，附加了传感器电路对温度不稳定，除此之外，它不能用于在一些恶劣的环境中。由于无位置传感器技术能解决上述问题，因此吸引了各国科研工作者研究的兴趣。关键词：无刷直流电机；控制系统；电气伺服系统；交流电机控制策略

内容摘要 ........................................................................................................................... I 引言 (1) 1 电机控制系统介绍 (2) 1.1 电机控制系统的基本组成 (2) 1.1.1 电动机 (2) 1.1.2 功率放大与变换装置 (2) 1.1.3 控制器 (3) 1.1.4 传感器 (3) 1.2 运动控制系统的转矩控制规律 (3) 1.3 电机控制系统的分类 (4) 2 电机调速系统 (5) 2.1 概述 (5) 2.2 交流电机的调速方式 (5) 2.3 变频调速系统 (7) 3 电气伺服系统 (8) 3.1 概述 (8) 3.2 电气伺服系统的结构及分类 (8) 3.3 伺服系统的应用及展望 (9) 4 交流电机控制策略 (11) 4.1 矢量控制 (11) 4.2 直接转矩控制 (11) 4.3 PID控制 (12) 5 结论 (13) 参考文献 (14)

混合电动汽车模糊控制策略仿真分析

（研究生课程论文）汽车动力学论文题目：混合电动汽车模糊控制策略仿真分析 2014年1 月4 日混合电动汽车模糊控制策略仿真分析摘要:本文以ADVISOR软件中本田In sight的整车模型为研究对象，该车型搭载了ISG启动电机，是一款典型的并联式混合动力汽车。文章首先对其主要模块：车辆动力学、发动机、电机和蓄电池的仿真模型进行了详细地数学建模分析。然后基于后向仿真的原理在MATLAB/SIMULINK 环境中建立了模糊逻辑的控制策略。对ADVISOR软件进行二次开发，将建立的控制策略嵌入到ADVISOR操作系统中进行仿真测试。最后，在ADVISOR的GUI界面中选择1.0L、41kW的发动机和10kW的电机，选择典型城市道路循环工况（UDDS ）对模糊控制策略进行性能仿真，验证该控制策略下车辆的动力性、燃油经济性与排放性能并记录仿真结果。关键词：混合动力电动汽车、ISG、ADVISOR、控制策略、后向仿真 Abstract: The paper takes Honda In sight parallel hybrid electric vehicle （HEV） as the research subject, which is assisted by an integrated starter generator. We firstly mathematical modelingandanalyzing the main units of

theInsight vehicle simulation model （such as: the vehicle dynamics module, engine module, and motor controller module） in the ADVISOR software, the n formulates the Rule-based Con trol Strategy and the Fuzzy Logic Con trol Strategy in the MATLAB/SIMULINK environmentbased on the Backward Simulation principle. In order to embed the two control strategies into the operating system of ADVISOR, the paper redeveloped the ADVISOR2002 for the off-line simulation of the twocontrol strategies. Finally, we chose1.0L, 41kW engine and 10kW motor in theGUI in terface of ADVISOR, test the vehicle ' fuel economy, emissi on, and power performa nee in the UDDS con diti ons, and recorded the simulati on results in the table. Keywords：Hybridelectric vehicle; ISG; ADVISOR; control strategy; backward simulatio n 1仿真软件MATLAB/SIMULINK 及ADVISOR的介绍 1.1 MATLAB/SIMULINK 简介 MATLAB的全称是矩阵实验室。不仅具有强大的数值计算能力，它还可以提供了专业的文字处理、符号计算、实时控制和可视化建模仿真等功能。SIMULINK是MATLAB软件下的一个模块，它主要是用来对动态系统各种信号流进行建模、仿真计算和结果分析的MATLAB软件包。 SIMULINK在混合动力汽车模拟仿真过程中的主要作用是：利用提供的现有模块对混合动力系统近似建模、仿真和分析，可以在设计之初，根据仿真结果对模型进行调整和修改，也对设计的参数选定有一定的帮助，对控制系统也能进行一定的优化。 1.2 ADVISOR 简介 ADVISOR是美国能量部为了便于管理一些关于混合动力的动力系统的项目在二十世纪九十年代基于 MATLAB开发的，并在1998年命名为ADVISOR⑴，ADVISOR的主要功能有以下几点：（1）ADVISOR的主要功能是模拟各种汽车（传统汽车，电动汽车等）在整个循环工况中的车辆动力性能、经济燃油性指标以及排放指标，并具有强大的动力性分析、能量流分配分析、效率数据分析能力［2］。（2 ）可用来对设计参数的优化匹配，包括整车质量、滚动阻力系数、变速比等，为优化整车及车辆