基于模型設(shè)計的電動汽車異步電機控制系統(tǒng)研究.pdf

1、近年來，電動汽車因其具有無污染、噪聲低、結(jié)構(gòu)簡單可靠、能量轉(zhuǎn)換效率高、電能源來源廣等優(yōu)勢，在全球得到迅速發(fā)展。到2030年，歐洲、日本等汽車生產(chǎn)大國將不再生產(chǎn)燃油車，轉(zhuǎn)而生產(chǎn)新能源汽車，電動汽車的發(fā)展已是一個全球化的必然趨勢。
　　電動汽車的動力來源于電機，電機和電機控制就成為了電動汽車的核心技術(shù)，電機控制技術(shù)的開發(fā)成為了當前研究的熱點且具有超強的產(chǎn)業(yè)需求。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，過去一段時間流行的手寫代碼的程序開發(fā)模式，由于存在

2、開發(fā)周期長、代碼錯誤率高、測試成本昂貴等缺點，不能滿足代碼驗證、團隊合作的需要和產(chǎn)業(yè)界的需求，已經(jīng)被淘汰。本文以異步電機控制系統(tǒng)為研究對象，以縮短開發(fā)周期、提高軟件安全性和可靠性為目的，研究了異步電機矢量控制算法，采用基于模型設(shè)計的方法完成了電機控制系統(tǒng)軟件開發(fā)。主要工作和研究成果如下：
　　①從異步電機同步旋轉(zhuǎn)坐標系的動態(tài)數(shù)學模型出發(fā)，研究了基于轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制算法的原理，分析了存在電壓耦合的原因并給出了解耦方法；為使電機在

3、中、高速階段可實現(xiàn)最大轉(zhuǎn)矩輸出，設(shè)計了最大化轉(zhuǎn)矩的最優(yōu)電流弱磁控制策略；針對電動汽車的控制特點，設(shè)計了轉(zhuǎn)矩電流和勵磁電流閉環(huán)PI調(diào)節(jié)器；最后推導(dǎo)了三角形接法電機SVPWM調(diào)制技術(shù)的實現(xiàn)。
　?、诟鶕?jù)基于模型設(shè)計的工作流程，在 MATLAB/Simulink環(huán)境下建立了轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制算法模型、異步電機數(shù)學仿真模型和汽車負載模型。對電動汽車的加速過程進行了仿真實驗，仿真結(jié)果表明設(shè)計的矢量控制算法具有良好的動態(tài)性能，能夠滿足電動汽

4、車的要求。對矢量控制算法模型做了軟件在環(huán)（SIL）測試，驗證了算法模型的正確性。
　　③將仿真系統(tǒng)中的輸入、輸出物理信號用DSP的外設(shè)模塊代替，并根據(jù)硬件實際參數(shù)，建立了信號的轉(zhuǎn)換算法模型，然后將其與算法模型集成，得到了系統(tǒng)軟件模型，利用 Model Advisor工具驗證了系統(tǒng)軟件模型符合 MISRA C：2010、ISO26262和MAAB等汽車軟件安全標準，最后優(yōu)化模型配置并生成了產(chǎn)品級嵌入式C代碼。
　?、転轵炞C軟件