基于dspace的电动汽车异步电机驱动系统的研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要在石油资源紧缺，环境压力日益紧张的今天，电动汽车的研究越来越受重视。对电动汽车而占，电机驱动系统是其不可缺少的一部分，其动力输出直接影响到电动汽车的动力性能，其能耗直接影响到电动汽车的续驶里程。本文中作者对电动汽车的不同驱动系统和交流异步电机调速技术的发展状况作了介绍。本文的研究选择了交流异步电动机驱动，在分析交流异步电动机数学模型的基础上，利用MATLAB／simulink仿真工具对电动汽车直接转矩控制系统建立了系统仿真模型。分别建立了电机转矩观测器模型、电机定子磁链观测器模型、定

2、子磁链的幅值和在空间的区间判断模块、空间电压矢量的选择模块、转矩滞环控制器和磁链滞环控制器模型、转速PID调节器模块、电机本体模块等。对模型进行动态仿真，分析其动念性能指标。本文介绍了dSPACE实时仿真系统，dSPACE是基于Matlab／Simulink半实物仿真系统开发的软硬件工作平台，具有实时性强，可靠性高，扩充性好等优点。在分析直接转矩控制基本原理的基础上，利用dSPACE的快速控制原型方式和dSPACE系统的软硬件环境，在Matlab／Simulink中建立了交流异步电机的实时控制系统；并对控制参数

3、进行了在线调参，改善了实际性能。实验结果表明，采用dSPACE平台可以快速完成对异步电机直接转矩控制系统的研究和开发，缩短了控制系统的开发周期，获得了满意的效果。本文的研究中还建立了电动汽车行驶过程中的力学模型，根据力学模型建立了电动汽车整车仿真模型，进一步检验了驱动系统的可行性和有效性。本文的研究目的是：建立按照驾驶员操作来控制电动汽车驱动系统动力输出的控制模型，选择适当的控制策略，为直接转矩控制模块提供转矩给定值，从而使电动汽车电机驱动系统的动力输出达到驾驶员的驾驶目的。仿真结果表明异步电机直接控制系统具有

4、良好的动态特性，充分证明了直接转矩控制的优越性和有效性。此电动汽车直接转矩控制系统仿真模型稳定性好，可以较为理想地完成电动汽车驱动系统的要求。关键词：电动汽车，交流异步电机，直接转矩控制，dSPACE，实时控制，快速控制原型，硬件在回路仿真lI苎翌墨三奎兰璺主兰竺堕塞AbstractToday,aSpetroleumisshortandenvironmentproblemisattractedmoreandmoreattention,electricvehicle(EV)researchprojectislau

5、nchedout．ToEV,Motorpropulsionsystemisindispensable，itdecidesthedynamicperformanceandaffectstheresidualrangeofEV．IntheprefaceallkindsofdrivessystemusedonelectricvehideisintroducedandtheprocessofregulationthespeedofmotorbyAlternatingcurrentisnarrated．ACasynchr

6、onousmotorpropulsionsystemisselectedastheconcretestudysubject．BasedonthemathematicalmodelofACasynchronousmotor,thispaperUSeSMatlab／Simulinksoftwaretosimulateandbuildelectricvehicledirecttorquecontrol(DTC)systemmodel，includingthefluxlinkage'sobservermodelofst

7、ator,thetorqueobservermodel，theselectmodelofvoltagespacevector,themodelofstator’Sfluxlinkage’Sspaceintervaljudge，themodeloftheinverter,themodelofspeed’SPIDregulationandthemodelofmotor’Smodel，etc．Throrlghsimulation，thispaperanalysesitsdynamicperformancetarget

8、s．ThispaperintroducesdSB虻Erealtimesimulationsystem。Itisasoftwareandhardwareplatformforthereal—timecontrolsystembasedontheMatlab／Simulink．Ithastheexcellentreal-timeextensibleperformanceandthehiig