基于改进粒子群算法参数辨识的车用无刷直流电机控制技术研究

来源 :浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lsydyn
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
无刷直流电机具有结构简单、体积小、功率密度大、控制方式简单等优点,在日常生活和工业应用中皆具有广泛的应用。在中小型电动汽车领域中,为了同时兼顾电机系统的控制性能以及成本,通常选用无刷直流电机作为主驱电机。电动汽车中的无刷直流电机定子电阻以及直轴电感、交轴电感是优化电机dq轴电流内环控制的重要参数,若要实现对电机的高性能矢量控制,那么对电机定子电阻以及直轴电感、交轴电感的辨识技术的研究显得十分必要。首先,本文介绍了无刷直流电机在矢量控制和参数辨识领域的研究现状,分别对其id=0控制、MTPA控制、弱磁控制以及离线辨识方法、在线辨识方法作了详细介绍,说明无刷直流电机矢量控制和参数辨识的重要意义。同时,对于无刷直流电机的基本物理结构和数学模型进行了阐述,分析了CLARK变换、PARK变换、SVPWM等数学原理,并介绍了无刷直流电机矢量控制框图和空间矢量脉宽调制技术。其次,设计了车用一体化无刷直流电机控制器,给出了一体化控制器的总体概况图,并分别设计了控制电源稳压电路、MCU控制电路、MOSFET驱动电路、基于MOSFET的主功率电路、电压和电流采样电路、传感器及控制信号调理电路。本文通过控制板和驱动板上下连接构成一体化控制器的方法,解决控制器线路布局的难题,以及改进控制器结构使其进一步扁平化,最后搭建了车用一体化无刷直流电机实验平台。再次,研究了基于MTPA的无刷直流电机矢量控制技术,在使用STM32微处理器实现基于MTPA的车用无刷直流电机矢量控制的过程中,研究了霍尔传感器检测位置原理,设计了矢量控制的主程序流程图,并设计了电流内环程序、过流保护程序以及速度外环程序,最后进行了恒速控制状态下的实验和变速控制状态下的实验,验证了本文设计的基于MTPA的无刷直流电机矢量控制程序的可靠性。最后,研究了基于粒子群算法的电机参数离线辨识以及电流PI调节器参数的优化方法。本文针对传统粒子群算法在解决多维优化问题上的不足做出了改进,提出基于扩展维度的改进粒子群算法,并使用基于扩展维度的改进粒子群算法辨识出无刷直流电机的定子电阻、直轴电感和交轴电感。考虑到无刷直流电机的电流PI调节器Kp和Ki参数可根据电机定子电阻、直轴电感和交轴电感来进行调整,提出了基于电流PI参数优化的无刷直流电机矢量控制方法,并通过实验验证其对d轴和q轴的电流PI调节器的控制性能进行了改进。
其他文献
学位
学位
学位
随着电力电子技术的发展,以碳化硅(SiC)为代表的第三代半导体材料技术和工艺趋于成熟。与传统的硅(Si)材料功率器件绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)等相比,SiC功率器件具有高耐压、低损耗、高热导率、高开关频率的优势。目前电动汽车的电机控制器中主要使用Si模块作为逆变电路的功率器件,由于Si材料本身特性的限制,电机控制器的效率提升遇到瓶颈,因此在电动汽车
学位
钢结构在结构体系上的优点和特征,非常切合我国推广绿色节能建筑和工业化生产建筑的转型要求。受国家层面利好政策影响,钢结构行业迎来快速发展期,行业产值逐年增长,具备资质等级的钢结构专业承包企业数量迅速增加。在这种背景下,业主单位选择具有综合实力和施工质量保证能力的钢结构企业将有效规避施工质量风险,提升产品竞争力。本文从业主单位视角出发对钢结构企业的施工质量保证能力进行评价研究。首先在研究现有工程质量管
无线电能传输技术(wireless power transfer,WPT)使电动汽车充电实现了自动化,与自动驾驶技术完美结合,是促进电动汽车普及,实现“碳中和”目标的重要基础技术。本文围绕宽耦合范围的电动汽车无线充电系统设计和控制方法开展研究,取得以下主要成果。本文针对串联-串联(series-series,SS)补偿WPT系统在强耦合区域的频率分裂特性所带来的功率输出问题,对比研究了定频对称调谐
随着碳达峰、碳中和目标的推进,天然气将成为国家主要的过渡能源。当前,我国天然气消费量和管道里程数不断增长。然而,较多管网营运时间长,管道安全管理水平不足。近年来,天然气管网发生多起失效事故,造成了经济损失以及生态环境破坏。因此,天然气管网风险态势的相关研究受到了工业界和学术界的高度重视。反映天然气管网安全态势的数据主要包括静态数据和动态数据。静态数据包括管径、埋深、管材等管网自身属性,这些静态数据
学位
学位