【正文】 在額定轉(zhuǎn)速以下實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩控制，額定轉(zhuǎn)速以上恒功率控制。m，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩隨之增大。通過這些功能模塊的有機(jī)整合，就可在、Matlab中搭建出交流異步電機(jī)控制系統(tǒng)的仿真模型，并實(shí)現(xiàn)閉環(huán)的控制算法[14]。因此引入不完全微分法，在算法中加入一個(gè)慣性環(huán)節(jié)，即，以解決PID控制算法對(duì)噪聲源等干擾的敏感性，它可直接加在微分環(huán)節(jié)上，即： (310)或者將慣性環(huán)節(jié)直接加在增量式PID控制器之后，即： (311)除了以上所述的不完全微分法，當(dāng)然也可以在采樣后使用數(shù)字濾波器對(duì)采樣值進(jìn)行濾波，或通過改進(jìn)硬件來減小噪聲對(duì)微分環(huán)節(jié)的影響。偏差時(shí)，控制器立即產(chǎn)生控制作用，使控制量向減少偏差的方向發(fā)展。根據(jù)推導(dǎo)得出三相異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型[3]，由式（27）、（28）、（211）組成的數(shù)學(xué)模型。這樣，通過坐標(biāo)變換，可以找到與交流三相繞組等效的直流電機(jī)模型[2]。綜上所示，本章對(duì)國內(nèi)外電動(dòng)汽車的發(fā)展，驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹和概述，并對(duì)純電動(dòng)汽車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行了分析。異步電動(dòng)機(jī)由于其實(shí)際可操作性較高一般在電動(dòng)汽車上使用較多。第二，產(chǎn)品依賴國外技術(shù)，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。 第三方面，驅(qū)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化。1996年豐田公司推出了日本第一輛燃料電池電動(dòng)車，并且從1997年開始量產(chǎn)混合動(dòng)力方面的汽車，成為當(dāng)時(shí)綠色能源技術(shù)領(lǐng)域和世界電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化的領(lǐng)軍企業(yè)。當(dāng)整定參數(shù)一旦收到確定，在整個(gè)PID控制過程中都將是一成不變的。高性能純電動(dòng)汽車的研發(fā)，關(guān)鍵在于蓄電池技術(shù)、電機(jī)及其控制技術(shù)、電動(dòng)汽車整車技術(shù)以及能量管理技術(shù)等多項(xiàng)電動(dòng)汽車關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展。 Modeling and simulation目 錄第一章 緒論 4 本課題主要研究的目的、意義 4 本課題主要研究的背景 5 電動(dòng)汽車的發(fā)展概況 5 純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)研究 6 驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理及存在的問題 7 純電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的種類與比較 8 9第二章 純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)模型的建立 11 異步電機(jī)的物理模型 11 異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型. 13 13 14 14 15第三章 PID控制原理 18 18 PID 設(shè)計(jì) 19 增量式PID控制在三相異步電機(jī)中的改進(jìn) 19 19 20第四章 純電動(dòng)汽車用交流異步電機(jī)矢量控制方法及仿真 21 MATLAB2013b軟件介紹 21 22 25 25 26第五章全文總結(jié)與展望 29 29 29致謝 30參考文獻(xiàn) 3129第一章 緒論 本課題主要研究的目的、意義目前，各國政府都在推進(jìn)純電動(dòng)汽車的研究。（1）電動(dòng)汽車在國外的發(fā)展概況從上世紀(jì)末開始，在工業(yè)方面有快速發(fā)展的的西方發(fā)達(dá)國家通過對(duì)純電動(dòng)汽車的研究與開發(fā)來以此解決能源短缺、環(huán)境污染和氣候變暖問題。（1）國外純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀由于歐美和日本在較早發(fā)展了工業(yè)革命，因此在電動(dòng)汽車領(lǐng)域方面早已經(jīng)有了長(zhǎng)久的系統(tǒng)研究，其相對(duì)的成果也領(lǐng)先世界各個(gè)發(fā)展中國家，這些成果體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一方面，技術(shù)相對(duì)較成熟。圖11人一車一路系因此把電動(dòng)汽車看作一個(gè)整體，以車輛行駛速度為最終的，控制目標(biāo)，通過控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)矩來實(shí)現(xiàn)駕駛員的駕駛意圖由車輛行駛平衡方程可知，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力輸出與車輛的行駛狀態(tài)之間存在著對(duì)應(yīng)關(guān)系，在平直良好路面、無風(fēng)環(huán)境下，這種對(duì)應(yīng)關(guān)系是一一映射的關(guān)系，駕駛員可以通過操縱加速踏板控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力輸出，由于非線性因素對(duì)車輛行駛狀況的影響，系統(tǒng)必須采取閉環(huán)控制。不同的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有不同的特點(diǎn)，在電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)選型時(shí)，要考慮到這些不同特點(diǎn)以便滿足電動(dòng)車的設(shè)計(jì)要求。主要研究方向是開關(guān)磁阻電機(jī)模型的研究。圖21 三相異步電機(jī)的物理模型對(duì)于交流電機(jī)三相對(duì)稱的靜止繞組A，B，C，通過三相平衡的正弦電流、時(shí)，所產(chǎn)生的合成磁動(dòng)勢(shì)是旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)F，它在空間呈正弦分布，以同步轉(zhuǎn)速ω順著ABC的相序旋轉(zhuǎn)。定子三相繞組的電壓平衡方程為： (27) (28) (29) 轉(zhuǎn)子三相繞組折算到定子側(cè)的電壓平衡方程為： (210) (211) (212) ，分別三相定子電壓；，分別為三相定子電流；，分別為三相轉(zhuǎn)子電壓；，分別為三相轉(zhuǎn)子電流；，分別為三相定子磁鏈； ，分別為三相轉(zhuǎn)子磁鏈；，分別為定轉(zhuǎn)子電阻。式(220)，(223)，(224)便構(gòu)成了異步電機(jī)在同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下的矢量控制基本方程[5]。該增量式 PID 控制算法與常規(guī)PID控制算法相比，它具有如下優(yōu)點(diǎn)：第一，只輸出控制增量，對(duì)系統(tǒng)的工況影響??；第二，控制切換時(shí)沖擊量?。坏谌?，中不需要累加；第四，量小。4．語句簡(jiǎn)單，內(nèi)涵豐富。圖46 定子電流轉(zhuǎn)矩分量計(jì)算模塊結(jié)構(gòu)圖（6）在磁通量計(jì)算模塊中，結(jié)構(gòu)圖47如下。通過各個(gè)參數(shù)的調(diào)節(jié)和得出的相應(yīng)仿真波形，對(duì)矢量控制原理和PI調(diào)節(jié)有了更深的理解，同時(shí)驗(yàn)證了此系統(tǒng)對(duì)異步電機(jī)調(diào)速的可行性，為下一步高性能的異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)提供了一定的參考價(jià)值。感謝母校和老師們?cè)诖髮W(xué)四年中對(duì)我的培養(yǎng)。該模型仿真結(jié)果表明了電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩響應(yīng)較快，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，具有良好的動(dòng)、靜態(tài)特性，驗(yàn)證了交流電機(jī)矢量控制的有效性和可行性，這與真實(shí)情況完全相符[17]。圖44 電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)圖（4）在轉(zhuǎn)矩給定指令值Teta計(jì)算模塊中，結(jié)構(gòu)圖45如下。主要包括 MATALB和Simulink兩部分。下面推導(dǎo)出以控制量的增量為輸出的增量式PID控制算法[8]。 穩(wěn)態(tài)時(shí)有： (225)變換式(221)得： (226)轉(zhuǎn)矩方程： (227)式 (223 )中：為磁極對(duì)數(shù)。坐標(biāo)變換正是按照這種思路進(jìn)行的，而不同電機(jī)模型之間彼此等效的原則是，在不同坐標(biāo)系下所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)相同。圖21為矢量控制中異步電機(jī)的物理模型。該電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且產(chǎn)量大，而且控制方便，與此同時(shí)可靠性高的特點(diǎn)，但也存在電動(dòng)機(jī)的噪聲大，和高嚴(yán)重的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，非線性嚴(yán)重。 純電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的種類與比較對(duì)純電動(dòng)車進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，首先要了解驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)類型及其特點(diǎn)。在這里，把這樣的一個(gè)系統(tǒng)稱為人一車一路系統(tǒng)，如圖11。 純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)研究電動(dòng)機(jī)是電動(dòng)汽車的心臟，電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)主要操作為：采用主動(dòng)或被動(dòng)，或兩者相結(jié)合的方式，在電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的控制下，使車輛上的動(dòng)力電池高效率地轉(zhuǎn)換為汽車在行駛中的動(dòng)能，或?qū)⑵囋谛旭傔^程中減速制動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為可儲(chǔ)存的電能，即實(shí)現(xiàn)電能機(jī)械能和機(jī)械電能的相互轉(zhuǎn)換。隨著石化燃料資源的逐漸枯竭和環(huán)境污染問題，內(nèi)燃機(jī)汽車的固有缺陷和局限性問題，逐漸引發(fā)了世界各國的廣泛關(guān)注。 threephase asynchronous motor。因此，本論文以純電動(dòng)汽車為對(duì)象，利用仿真分析方法，對(duì)控制純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的增量式PID控制算法相關(guān)理論與方法進(jìn)行研究。與此同時(shí)，在純電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)周期中，由于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)可對(duì)各子系統(tǒng)設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行靈活修改，各個(gè)模塊也可重復(fù)使用，從而可有效縮短純電動(dòng)汽車的研發(fā)周期、提升純電動(dòng)汽車的各種性能，并以此加快純電動(dòng)汽車的投入生產(chǎn)的日期。（2）電動(dòng)汽車在國內(nèi)的發(fā)展概況中國是當(dāng)今世界上最大的發(fā)展中國家，中國擁有世界上最大的生產(chǎn)力，被稱為“世界工廠”，由于工業(yè)的發(fā)展日益加快，環(huán)保問題也因此突顯，所以我國對(duì)綠色環(huán)保的純電動(dòng)汽車的發(fā)展也是相當(dāng)?shù)闹匾?。逐漸制定標(biāo)準(zhǔn)，可以使全球汽車制造商不斷的整合交流，如通用全球汽車制造商、半導(dǎo)體和軟件系統(tǒng)公司、零部件供應(yīng)商等共同建立了“汽車開放系統(tǒng)架構(gòu)聯(lián)盟”，形成了AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)。第三，系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性有待提高。矢量控制是基于矢量控制理論建立的交流電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)控制數(shù)學(xué)模型的控制方法，需要解耦定子電流成獨(dú)立的磁鏈分量和轉(zhuǎn)矩分量，對(duì)動(dòng)態(tài)數(shù)模的準(zhǔn)確度和算法精度要求高。第二章 純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)模型的建立驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制技術(shù)是純電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)之一，純電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與其它的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不同，它有其特殊的要求：(1)要求能頻繁的啟動(dòng)、停車、加速、減速，以及良好的扭矩控制動(dòng)態(tài)性能；(2)運(yùn)行速度在一個(gè)更廣泛的范圍，純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)該在恒轉(zhuǎn)矩和功率區(qū)內(nèi)工作，在同一時(shí)間內(nèi)也要有更高的效率；(3)在壞的工作環(huán)境時(shí)，要求工作可靠。圖中F為勵(lì)磁繞組，A為電樞繞組，C為補(bǔ)償繞組。電機(jī)的定、轉(zhuǎn)子繞組相互耦合，定、轉(zhuǎn)子電流相互耦合，其根源在于電感的影響。只要偏差存在，積分環(huán)