基于高性能MCU的车用无刷直流电机矢量控制系统的研究

来源 :江苏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lxhcoolrr
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着能源紧缺和温室效应的加剧,电动车这一节能环保项目的发展成为社会和国家关注的焦点,同时也受到广大人民群众的青睐。凭借结构简单、运行可靠、成本低、调速范围宽等突出优点,无刷直流电机在电动车行业的应用越来越普遍。现行无刷直流电机的控制方案主要采用方波驱动,其主要缺点是电机运行噪音大,直流侧电源利用率不高等。  针对方波控制现存方案存在的缺点和市场对电动车性能越来越高的要求,本文以电动车用无刷直流电机为控制对象,提出了无刷直流电机矢量控制系统方案,该方案顺利地解决了因多变量、非线性、强耦合等特性导致电机难于控制的问题。本文结合实际应用要求,设计了以STM32F为主控芯片的无刷直流电机矢量控制系统,实现了无刷直流电机在不同负载下低转矩脉动、轻微噪音、平滑运动、高效率的运行效果。  本文主要内容和研究成果:  1)首先分析了无刷直流电机基本结构,这有助于深刻理解无刷直流电机运行原理;给出了无刷直流电机磁路分析和反电动势分析,并利用Ansoft有限元进行了电机磁场仿真,通过实验方法证明了分数槽无刷直流电机反电动势为类似正弦波形,作为无刷直流电机矢量控制方案提出的理论基础。  2)然后推导了无刷直流电机在两相旋转坐标系下的数学模型,运用数学方法证明了无刷直流电机解耦控制的可行性。重点阐述了空间电压矢量脉宽调制技术的原理,为仿真模型的设计与后续软件程序的编写提供了理论来源。搭建了基于id=0的控制方式的SIMULINK仿真模型,从仿真的角度证明了方案的可行性。  3)接着详细论述了针对无刷直流电机矢量控制系统方案设计的硬件电路,主要包括电源模块、功率管驱动模块、电流采样模块等;并根据实验中出现的问题,对应地完善了电源模块、功率管驱动模块。利用汇编语言编程实现了主体结构程序、初始化程序、DMA中断和其它功能程序的设计。  4)最后设计了无刷直流电机矢量控制实验平台,实验表明此控制方案能得到良好的SVPWM调制波形和类似正弦的相电流波形;且电机运行中噪音相较于方波控制明显减弱。利用测功机进行电机带载实验,证明了矢量控制相较于方波控制,前者电机效率更高。综上所述,本文完整地论证了无刷直流电机矢量控制系统研究的正确性和可行性。
其他文献
能源、交通、环境是人类的发展的基础,节能减排是我国发展的基本战略。加大节能减排的城市交通工具的发展是缓解我国城市拥堵的重要的措施。  论文以城市公共交通用汽车的混
我国是一个人口大国,虽然国土辽阔,但是真正事宜人们居住的地方是有限的.由于城市发展较好,越来越多的人选择去城市居住,导致城市住房资源紧缺,高层建筑也就成了城市建筑的不
学位
电力系统负荷建模是电力界公认的难题,受到国内外学者的广泛关注。负荷模型对于电力系统数字仿真有重要影响,从而影响电力系统的规划、设计、运行与控制。负荷模型研究至今,基本形成了两条建模途径,即基于元件的统计综合法和基于量测的总体测辩法。从动态模型的结构来看,形成了机理式模型和输入输出(非机理)式模型两大类。人工神经元网络因其高度的非线性映射能力而被应用到负荷建模中来。本文以感应电动机模型为负荷原型构造
学位
电力系统动态仿真误差分析是认识仿真误差水平,改进仿真模型,提高仿真准确度的依据。 本文针对两个层面的仿真误差进行了研究: (1)单个仿真模型的仿真误差分析:论文研究了负荷模型动态仿真的误差内容,分析了实测负荷建模辨识算法中在表达仿真误差方面的不足,提出了基于时间序列残差基础的改进误差准则,并进行了仿真样本误差评估和提高负荷建模辨识算法精度的应用实践。 (2)完整模型的电力系统动态仿真误差分析:论文
学位
学位
与一次性申购、赎回费不同,基金费用主要包括管理费和托管费,这些费用不会提醒投资者支付,但却会在日常基金的运作中提取。更进一步,这些费用率通常在基金的招募说明书以及更新招募说明书中列示,投资者便于在同类基金中比较费率水平,但基金的运作费用不仅止于此,日常从基金资产中扣除的还包括交易、销售服务费及其他费用。为了明明白白地花钱,投资者不妨关注基金整体的运作费率水平。    投资策略决定费率    不同的
随着电力系统规模的不断扩大,传输容量的不断提高,对电力系统的运行提出了新的更高要求。高温超导电力技术的不断进步,将为传统电力系统面临的难题带来新的解决方案,其中高温超导电缆将可能率先在电力系统中实现工程应用。为保证高温超导电缆的安全稳定运行,对高温超导电缆的运行提供监控和保护是非常必要的,其研究和开发具有重要的理论和现实意义。论文从我国第一条高温超导电缆挂网工程的技术要求和实际情况出发, 围绕高温