1. 研究目的与意义（文献综述）

能源可持续发展与环境保护是21世纪全球面临的重大挑战，节约能源和保护环境两大战略极大地促进了新能源汽车技术的迅速发展。新型节能环保型汽车的研发得到各国政府和汽车公司的高度关注和大力支持，电动汽车已成为汽车能源动力转型的优先选择。近些年来各个国家汽车的动力装置从以燃油发动机、混合动力为主，逐渐开始向燃料电池和纯电动结构发展。电动汽车除了机械系统本体外，还涉及电力电子、电机、储能和控制等电气系统，电动汽车的三大关键技术之一—电机及其驱动控制技术是非常重要的，其控制策略与控制效果直接影响到整个电动汽车的安全性、稳定性和经济性等各项性能指标。

目前用于新能源汽车的电机类型主要有交流感应电机、永磁电机和开关磁阻电机，新能源电动汽车的电机还需要有良好的可控性和容错能力，以及低噪声、高效率，同时对电压波动不敏感等性能，永磁同步电机较其他电机的功率密度和转矩—转速特性都好，在可靠性、低噪声、低震动以及高转矩密度等方面有明显优势，但是之前由于永磁材料的价格高，且控制策略较为复杂，导致永磁同步电机及其控制器的生产成本较高；而与传统的励磁同步电机相比，永磁同步电机具有结构简单、运行可靠、体积小、质量轻、损耗小、效率高，以及电机的形状和尺寸可以灵活多样等显著优点，从而替代其他电机。而近年来随着材料技术的不断发展，永磁材料性能的不断提高，以及永磁电机控制技术的不断成熟，永磁同步电机（Permanent Magent Synchronous Motor）已经在民用、航天和军事等领域得到了广泛应用，而PMSM是一个多变量、强耦合、非线性和便参数的复杂对象，为获得较好的控制性能，需要对其采用一定的控制算法。

控制方面国内外展开了大量的研究，主要集中在矢量控制、直接转矩控制、无传感器控制、弱磁控制和解耦控制等方面。1971年,德国西门子公司的F. Blaschke提出矢量控制理论(Field Oriented Control, FOC),使交流电机控制理论获得质的飞跃。但是,矢量控制系统比较复杂,这是矢量控制存在的不足之处。1985年,德国鲁尔大学Depenbrock教授和日本学者T akahashi提出直接转矩控制 ( DirectTorque Control,DTC)。其控制结构简单,受电机参数变化影响小,能够获得较好的动态性能。但是也存在着一些不足。矢量控制和直接转矩控制是当前交流传动领域中两种典型的控制策略,有着各自的优缺点先进控制算法应用于直接矢量控制是目前研究的热点,如将递归神经网络控制器作为速度控制器来模拟在电机参数变化和负载扰动下的最优速度输出;基于比例-积分-微分神经网络的小脑模型关节控制器CMAC( PID)引入到永磁同步电动机交流调速系统中,取代传统的PMSM双环控制系统中的转速外环PI控制器;结合滑模控制和神经网络各自的优点,设计基于神经网络的PMSM自适应滑模控制方案。但总的来说,技术还不是很成熟,还有很多的问题需要去研究。今后永磁同步电机控制策略的发展主要有:(1)研究能够实现直接转矩控制的电压矢量的连续调节。(2)进一步研究永磁同步电机伺服系统无传感器控制技术,以改善与提高系统性能。(3)将先进的控制算法应用于永磁同步电机控制。

2. 研究的基本内容与方案

设计的基本内容：

设计要求对车用永磁同步电机及其控制系统的现状与未来发展方向进行比较分析，并根据设计要求选取数据，采用永磁同步电机作为牵引电机，重点学习永磁同步电机的结构和工作原理，学习永磁同步电机的数学模型，并且掌握永磁同步电机的控制原理及其控制方法，学习电动汽车驱动系统相关知识以及掌握电动汽车的控制策略，设计其驱动控制系统硬件电路及矢量控制策略，并运用matlab/simulink软件建立电动汽车用永磁同步电机的控制系统，达到设计到预计要求，验证控制策略的正确性。

完成上述设计内容拟采用的技术方案及措施如下:

3. 研究计划与安排

第1周：查阅与课题相关的资料，对课题目意义、发展历史及现状进行文献综述；

第2周：查阅资料（中文和英文），确定英文文献翻译；

第3周：完成英文文献翻译，对设计总体把握；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 陈荣.永磁同步电机控制系统[m].北京：中国水利水电出版社，2009.

[2] 孙凯，周大宁，梅杨.矩阵式变换器技术及其应用[m].北京：机械工业出版，2007.

[3] 周扬忠，胡育文.交流电动机直接转矩控制[m].北京：机械工业出版社，2010.