DSP電動(dòng)汽車高效驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)研究

2.45萬字
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摘要： 當(dāng)今社會(huì)，傳統(tǒng)汽車的使用量越來越多，隨之帶來了能源短缺和環(huán)境污染等問題，電動(dòng)汽車作為一種新能源汽車，可以減少排放，降低環(huán)境污染。因此，電動(dòng)汽車已成為汽車工業(yè)發(fā)展的重要方向。作為電動(dòng)汽車關(guān)鍵技術(shù)之一的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)，其水平高低直接影響著電動(dòng)汽車的整體性能。
首先，論文結(jié)合國內(nèi)外電動(dòng)汽車與電驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，確定了采用永磁同步電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)和DSP作為主控制器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。
其次，本研究基于永磁同步電機(jī)基本結(jié)構(gòu)推導(dǎo)了其數(shù)學(xué)模型，在該模型的基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析了永磁同步電機(jī)矢量控制策略，并用MATLAB來建立電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)仿真模型，以此分析此控制策略的正確性。
最后，根據(jù)所選的DSP芯片TMS320F2812的功能，本論文對驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)硬件電路進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要包括最小系統(tǒng)、電流調(diào)理電路、位置與速度檢測電路、IPM驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路等，并對相關(guān)電路進(jìn)行了仿真與計(jì)算。
關(guān)鍵詞 ：電動(dòng)汽車 驅(qū)動(dòng)控制 永磁同步電機(jī) TMS320F2812


The Research of Electric Vehicle’s Efficient Drive Control Technology based on DSP
ABSTRACT Nowadays, the application of traditional automobile is more and more， and following with lots of energy shortage and environmental pollution problems, as a kind of new energy vehicles,electric vehicle is able to reduce emission and environmental pollution. Therefore, it has become the important direction of auto industry.
Firstly ,in the introduction, the thesis gives a survey of the development about electric vehicle and electric drive systems in both China and abroad.Then,it identifies the system design which use DSP as the main controller and permanent magnet synchronous motor as the drive motor.
Secondly, the mathematical model of PMSM is derived from its physical structure. Based on the theory model, the vector control strategy is studied and put into practice with a theory frame given in detail.Then it establishes the simulation model with Matlab for the electric vehicle to t he correctness of the analysis of the control strategy.
Finally, According to the function of the selected DSP chip TMS320F2812, this paper designs the hardware circuits for drive system which mainly includes the minimum system, current control circuit,position and speed detection circuit,IPM drive circuit, protection circuit and so on.It also calculates and simulates the relevant circuit .
Key words Electric Vehicles Driving Control Permanent Magnet Synchronous Motor TMS320F2812


目 錄
第1章 緒論 1
1.1 選題的發(fā)展背景及意義 1
1.2 電動(dòng)汽車國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2
1.2.1 國外電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀 2
1.2.2 國內(nèi)電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀 3
1.2.3 電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 5
1.3 選題研究的主要內(nèi)容 6
第2章 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 7
2.1 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 7
2.2 電動(dòng)汽車對驅(qū)動(dòng)控制的基本要求 7
2.3 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)選型 8
2.3.1 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 8
2.3.2 感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 8
2.3.3 開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 9
2.3.4 永磁無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 9
2.4 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制策略 11
2.5 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的選擇 11
2.6 本章小結(jié) 12
第3章 電動(dòng)汽車的建模與仿真 13
3.1 永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)與數(shù)學(xué)模型 13
3.1.1 永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu) 13
3.1.2 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型 14
3.2 永磁同步電機(jī)的矢量控制技術(shù) 17
3.2.1 坐標(biāo)變換介紹 18
3.2.2 模型等效原則 18
3.2.3 三相-兩相變換（3/2變換） 19
3.2.4 兩相-兩相變換(2s/2r變換) 22
3.2.5 矢量變換控制的原理 24
3.3 永磁同步電機(jī)的空間電壓矢量調(diào)制（SVPWM）技術(shù) 24
3.3.1 SVPWM基本原理 24
3.3.2 SVPWM 控制算法 27
3.3.3 SVPWM的仿真模塊實(shí)現(xiàn) 29
3.4 永磁同步電機(jī)的系統(tǒng)仿真 29
3.4.1 永磁同步電機(jī)的系統(tǒng)組成 32
3.4.2 仿真結(jié)果 31
3.5 本章小結(jié) 34
第4章 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)控制的硬件設(shè)計(jì) 35
4.1 TMS320F2812芯片的介紹 35
4.2 控制電路設(shè)計(jì) 36
4.2.1 電源、復(fù)位電路 36
4.2.2 系統(tǒng)時(shí)鐘電路 37
4.2.3 JTAG仿真接口電路 38
4.2.4 RAM擴(kuò)展 38
4.2.5 CAN 通信接口電路 39
4.3 調(diào)理電路 40
4.3.1 電流調(diào)理電路 40
4.3.2 速度與位置信檢測電路 43
4.4 驅(qū)動(dòng)電路 44
4.5 保護(hù)電路 46
4.5.1 過電流保護(hù) 47
4.5.2 IPM故障處理電路 49
4.6 控制電源電路設(shè)計(jì) 51
4.7 電平轉(zhuǎn)換電路 52
4.8 本章小結(jié) 53
結(jié) 論 54
致 謝 55
參考文獻(xiàn) 56