混合动力汽车电机驱动控制系统的研究

发布时间：2020-10-22 11:55

　　 人们对环境保护意识的增强以及石油资源的日益紧缺,促使混合动力汽车的诞生及快速发展。混合动力汽车具有传统的燃油汽车的优良动态性能和电动汽车节省石油资源,减少污染的特点。但在设计混合动力汽车的过程中,电机驱动控制系统是混合动力汽车设计的一大难题。通过对国内外文献综述分析的基础上,对混和动力汽车的开展如下研究。系统设计的混合动力汽车采用节约成本,能源利用高效的并联式的架构。选用具有优良动态性能的无刷直流电机,作为混合动力汽车电机驱动控制系统的控制电机。为了更好的解决电机在汽车启动过程中转矩响应慢,转矩力矩小,鲁棒性等问题,采用直接转矩控制,消除电机运行过程中的转矩脉动现象,实现了混合动力汽车电机驱动控制。针对模糊PID控制可能出现的积分饱和的现象,设计积分分离的模糊PID控制方法,并采用量子粒子群算法对改进的模糊PID控制参数进行优化,使无刷直流电机的转速系统具有更好的动态性能。系统硬件采用STM32F103T8V6芯片作为无刷直流电机驱动的控制核心,并对系统的控制芯片的最小系统、驱动电路、转子检测电路、电源转换电路和过流保护电路等硬件进行了设计。通过混合动力汽车电机驱动控制系统Matlab仿真分析表明,在同样的混合动力汽车电机直接转矩控制的模型下,使用QPSO优化的积分分离的模糊PID控制混合动力汽车实现参数在线调节,电机的转速收敛速度快,鲁棒性好的特点。
【学位单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U469.7;TP273
【部分图文】：

3 混合动力汽车电机驱动系统的设计 辽宁工业大学硕士学位论文过驱动芯片对无刷直流电机进行驱动运转。电源电路模块会为各个子系统的电路提供所需电源，控制系统开始进行初始化，并对电机控制系统的电压实行检测，启动无刷直流电机。将混合动力汽车电机驱动控制系统中的电流采样电路对无刷直流电机中的各相电流进行检测。同时，转子位置检测电路对位置进行检测，得到的转子位置结果输送到控制芯片 STM32F103V8T6 进行计算，控制芯片会经过各种必要的计算之后输出 6 路相应的 PWM 控制信号，从而控制着电机的正常运转。

数据库的生成是由众多的控制专家和系统的工作人员长久以来。规则库主要是由一个个系统的控制规则组成。模糊控制的规则所得。只有优秀的模糊控制知识库才能得到更好的控制效果。不知识库决定了模糊控制的控制性能。（3）模糊推理模糊推理是一个个的逻辑推理选择操作，每一项的变量都会根据结论。在模糊控制的设计过程中，设计者应考虑所有可能出现的推理，得到完整的合适的逻辑性控制规则，以确保每个输入对应则设计的过程采用模糊 if - then 规则来完成。（4）解模糊化解模糊化是一个将已将模糊化并且处理过的模糊量，进行反模糊模糊控制器中的模糊量在转变成精确量的操作。解模糊化与模糊化之间是相互的关系，先模糊后解模糊，输出调因子相加得到控制系统的实际值。主要的去模糊化策略有重心法平均法等。

（2）使用仿真框图十分清晰，对于各个模块进行封装处理，形成系统的模块化，便于仿真模型的建立与观看；（3）仿真可以真实的显示出所有可能出现的缺点，避免人们理想化的观点引发的错误；（4）可以应用的系统模型十分广泛，无论是线性的还是非线性的问题，都可以使用该仿真软件进行仿真。6.1 混合动力汽车电机驱动控制的仿真模型对混合动力汽车的直接转矩方法及模糊 PID 控制策略的研究，通过 Matlab 中所提供的模块库及 S 函数对复杂函数的编写，使用 Simulink 对混合动力汽车电机驱动控制系统进行整体仿真建模。本设计是采用积分分离的模糊 PID 控制器实现了混合动力汽车电机的直接转矩控制，并采用 QPSO 优化算法对控制器的参数因子优化，得到更好的电机转速动态性能。其中的众多仿真模块采用封装的原理，节省空间，设计的更加简单明了。为了能更好的体现出模糊 PID 控制，积分分离的模糊 PID 控制器及 QPSO 算法优化的作用。图 6.1 为模糊 PID 控制器的仿真模型。
【参考文献】

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本文编号：2851563