混合动力电动汽车永磁同步电机弱磁控制的研究

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1、国内图书分类号：TM921工学博士学位论文混合动力电动汽车永磁同步电机弱磁控制的研究博士研究生：导师：申请学位级别：学科、专业-所在单位：答辩日期：授予学位单位：那日沙王旭东工学博士电力电子与电力传动电气与电子工程学院2013年6月哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TM921DissertationfortheDoctorDegreeinEngineeringResearchonFluxWeakeningControlofPermanentMagnetSynchronousMotorforHybridElectricV

2、ehicleCandidate：Supervisot：AcademicDegreeAppliedfor：Specialty：DateofOralExamination：University：鼬shaNaXudongWangDoctorofEngineeringPowerElectronicsandElectricalDrivingJune，2013HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学博士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的博士学位论文《混合动力电动汽车永磁同步电机弱磁控

3、制的研究》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读博士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除己注明部分外不包含他人己发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。日期：砂岁年∥月g日哈尔滨理工大学博士学位论文使用授权书《混合动力电动汽车永磁同步电机弱磁控制的研究》系本人在哈尔滨理工大学攻读博士学位期间在导师指导下完成的博士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人●完全了解哈尔滨理工大

4、学关于保存、使用学位论文的规定一同意学校保留并向有关部门提交论文租电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密口，在年解密后适用授权书。不保密豳。(请在以上相应方框内打4)作者签名：阕，谪乡夕导师签名：弼日期：知，岁年石月驴日日期：谚。仃年∥月9日摘要混合动力电动汽车永磁同步电机弱磁控制的研究由于能源与环境问题带来的影响，传统汽车正在向“电动”转变，世界各国和各大汽车厂商无不投入巨资进行电动汽车的研究。作为电动汽车核心驱动部件的电机

5、系统，是这一方向的研究热点。其中永磁同步电动机以其体积小、重量轻、效率高、功率密度大、调速范围宽、维护简单等优点，一逐渐成为电动汽车电机驱动系统的主流。由于永磁同步电机转子使用永磁体，其激磁磁场不可调节，对其在有恒功率、宽调速范围运行要求的车载电机驱动应用上提出了挑战，引起了国内外学者的高度重视。因此，为了提高混合动力电动汽车高速运行时转矩输出的稳定性及响应转矩突变的动态响应特性，本文围绕永磁同步电机的弱磁控制系统展开深入的研究工作。完善的弱磁控制系统包含内环电流追踪控制和外环电流指令调节控制两部分组成。永磁同步电机是多变量、非线

6、性、强耦合的系统，对参数和干扰极为敏感，因此传统的线性控制方法无法准确描述内环电流追踪调节过程，难以保证电机在高转速运行范围内输出转矩的稳定性。针对这一问题，本文深入分析反馈线性化理论，研究通过对输出变量进行Lie微分运算，得到所需坐标变换及非线性系统状态反馈量，进而实现永磁同步电机盼输入输出线性化控制的方法，设计出基于输入输出反馈线性化算法的内环电流调节控制器。该电流控制器具有动态响应速度快、稳态追踪误差小、实现简单等优点，然而这种控制方法的效果要受到电机参数的影响。为了提高其对电机参数变化的鲁棒性，本文分析比较了若干典型的电机

7、参数在线、离线计算方法，提出了基于电机磁链信息的输入输出反馈线性化电流控制算法。该方法重新设定系统输入量信息、反馈变量信息及系统控制方程，选取电机磁链作为电流调节器的输入控制信息，通过电压、电流基波分量离线计算电机磁链参数，不但有效地降低了参数估算的复杂程度，而且充分考虑了永磁同步电机谐波分量对参数计算的影响。改进后的内环电流控制器的鲁棒性得到了明显的提升。永磁同步电机外环电流指令调节控制方式多采用闭环反馈式调节或前馈开环式调节。传统的前馈开环式调节方法获取当前电机的转速、电压、转矩哈尔滨理工大学工学博士学位论文的实时信息，利用数

8、学公式计算出由轴电流的最佳期望值，该类算法的特点在于实时性好，系统动态响应性能较好，但由于采用开环控制，系统的抗扰动特性较差；传统的闭环调节方法将输出的控制指令电压幅值与逆变器设定的电压门限值作为PI调节器的输入，而PI调节器的输出作为d轴电流指令