新能源汽车永磁同步电机的控系统仿真研究开题报告
2020-02-18 19:36:37
1. 研究目的与意义(文献综述)
背景以及意义:
受当前国际环境与能源问题的制约,新能源汽车(以除柴油、汽油外其它能源作为动力的汽车)已经成为各国汽车产业的发展核心,作为一种绿色交通工具获得各国政府的高度重视。在不久的将来,电力驱动将成为汽车产品的主要动力源,取代原有的动力源。
新能源汽车主要由的“三电”系统组成,即驱动电机、电控系统和动力电池。其中,电机驱动系统是新能源汽车的心脏,其性能优劣将直接影响电动汽车的续航里程、能扭矩输出、安全可靠性等整体性。这也将研究并掌握电机驱动系统的效率、适应性、稳定性、可靠性、控制策略以及控制技术,了解并分析系统的动态性能、负载能力、创新优化等方面的实际意义推上了一个新的高度。此外,加上国内对于驱动系统的研究受技术垄断、起步晚等原因明显滞后于国外,系统的性能一般,仍需要专业人才充分发挥才能,做出关键性的研究和突破。因此,研究驱动系统是十分必要的,不仅可以改善新能源汽车的技术指标和性能,还可以为相关工程领域提供一定的理论和技术支持。
电机与控制器组成了电机的驱动系统,其性能直接影响点动汽车的动力性和操作性。目前,电机设计和制造技术是相对成熟的,研究新能源汽车的控制器(包括其控制器硬件和程序)是当前研究的主要也是新兴方向。因此,为了能够提高新能源汽车的综合性能,满足人们对其使用的基本需求,就要在适合的牵引电机的基础下,用相应的控制技术来实现对其控制以满足新能源汽车的要求,最终完成相应的具体工作内容,这也是对于电机控制系统仿真的意义所在。
2. 研究的基本内容与方案
基本内容:本次毕业设计的基本内容为运用坐标变换原理建立电机的数学模型,作为控制的基础,然后再结合svpwm对电机进行控制,以减小电流的谐波分量,进而减小电机的谐波损耗,使得其在高速处理器的控制下可以以较高的开关频率而产生较高的能量转化效率,降低系统脉动,然后通过仿真,检测脉冲信号输出正确,满足算法要求,用以进行下一步的矢量控制。接下来分析比较矢量控制的几种方法,从中择优选出最的方案,本次拟选用mtpa策略进行改进。改进完成后,在simulink中进行仿真,通过改进前后的仿真结果进行对比,得出改进可以有效提高效率的结果。最后,如果有时间会进行参数自整定和算法系统的设计。
目标: 先建立充足的理论知识储备,然后通过在原有的搭建好的simulink模型的基础上,提出改进,然后与原有的基本方法进行仿真对比,最终得到一个可以优化pmsm控制系统的新的控制策略以及算法。
适合本次的方法:拟采用用的技术方案:拟最大限度分离开电磁转矩与有功、无功电流之间的非线性关系,有功电流的给定通过pi调节器得到,利用有功电流与无功电流之间的关系,无功电流的给定便可通过计算得到,进而控制无功电流(之后可能会进行更改)。
3. 研究计划与安排
1.25-2.17 寒假在家期间完成文献翻译工作,并且在这段时间内查阅有关文献,补充课题中的知识盲点,建立自己的理论体系。
2.17-3.25 完善文献翻译,继续阅读文献,完成开题报告。开始着手自己的毕业设计内容,结合之前写的文献总结,撰写综述和绪论,并且确立大体的设计路线。在论文中,运用假期所学,提出永磁同步电机相关的坐标变换原理和数学模型,完成clarke和park坐标变换的仿真内容。
3.25-5月 提出矢量控制的方法,并进行分析,学习svpwm,并且运用理论知识求出其中的时间参数。继续阅读文献,找寻灵感,之后改进mtpa策略,做出自己的设计优化。提出优化后的策略之后,再进行分析比较。最后,在完成理论方面的建设以后,完成svpwm的仿真,以及控制策略的仿真,并且选取一种常规方法进行比较分析,根据图像得出数据。
5月 如果后续还有时间,将补充参数自整定程序,以及模糊神经算法,或者去实验室进行硬件的设计分析。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]董扬.科学评估汽车产业发展趋势[g].中国汽车工业协会,2019,02.
[2]江哲懿.电动汽车永磁同步驱动电机控制方法的研究[d].清华大学,2012.
[3]罗斌. 电动汽车用永磁同步电机驱动控制系统的设计与实现[d].湖南大学,2017.
[4]张立国.国内电动汽车发展综述[J].农业装备与车辆工程.2006,11(02):3-6.