【正文】 矩受限等缺點(diǎn)。 矢量控制是以電動機(jī)在不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，將原來數(shù)學(xué)模型經(jīng)過一系列矢量變換 (3/2 變換、 2S/2R 變換 )，變換到與同步坐標(biāo)系統(tǒng)等效的正交兩相坐標(biāo)系中，通過對相關(guān)矢量 (電流、磁鏈 )在該坐標(biāo)系統(tǒng)中各分量的獨(dú)立控制，得出此時的控制指令值，再經(jīng)逆換計算得到系統(tǒng)控制量 (電流、電壓 ) 在三相坐標(biāo)系中的大小，實(shí)現(xiàn)快速高效的調(diào)速控制。 由于在坐標(biāo)變換的過程中，磁動勢保持不變，所以兩個坐標(biāo)系中各自的磁動勢在α、β軸上的分量對應(yīng)相等，所以有式子（ ）和（ ），將它們寫成矩陣形式，得到式子（ ) 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 共 頁 第 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 三相和兩相坐標(biāo)系與繞組磁動勢的空間矢量 )2121(60c o s60c o s 33332 CBAocoBA iiiNiNiNiNiN ??????? （ ） )(2 360s i n60s i n 33032 CBoCB iiNiNiNiN ????? （ ） ????????????????????????????????CBAiiiNNii232302121123?? （ ） 兩相電動機(jī)的相電壓、相電流有效值為三相電動機(jī)相電壓、相電流有效值的 3 /2倍，因此兩相電動機(jī)沒想功率增加為三相電動機(jī)每相功率的 3/2 倍，但相數(shù)由三相變?yōu)閮上?，電動機(jī)功率不變同時，可以證明： 3223 ?NN （ ） 代入式子（ ）中可以得到式子（ ）： 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 共 頁 第 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ????????????????????????????????CBAiiiii232302121132?? （ ） 設(shè) 23C 表示從三相靜止坐標(biāo)系變換到兩相靜止坐標(biāo)系的變換矩陣，所以有式子（ ）： ????????????????23230212113223C （ ） 反之如果是兩相靜止坐標(biāo)系向三相靜止左邊系的變換過程稱為 2/3 變換，可以求 32C 的逆矩陣，經(jīng)過計算可以得到從兩相靜止坐標(biāo)系向三相靜止坐標(biāo)系變換矩陣32C 如式子（ ）所示 : ????????????????????23212321013232C () 這里應(yīng)該指出的是，三相 ABC 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到兩相 ɑ β 坐標(biāo)系后，雖然相數(shù)減少了，但 ɑ β 坐標(biāo)系中的電流 ai ， bi 仍為交流，與直流電動機(jī)相比還有很大的差別，因此仍需繼續(xù)轉(zhuǎn)換。由轉(zhuǎn)矩表達(dá)式可知，磁通 ? 和電樞電流 i 分別由勵磁繞組和電樞繞組控制，兩者相互獨(dú)立。 m2） ,dtd?為轉(zhuǎn)子角加速度（ rad/s2）， LT 為負(fù)載轉(zhuǎn)矩（ N為了簡化模型便于分析，在不影響分析結(jié)果的前提下，特做出下面的假定條件： （ 1）假定氣隙磁場是理想狀態(tài)下按照平頂部分為 120176。 這種傳感器輸出的信號比較強(qiáng)、工作性能相對可靠、具有較長的使用壽命長、 對于應(yīng)用環(huán)境場合要求不高、具有較強(qiáng)的適應(yīng)性、物理結(jié)構(gòu)緊湊可承受較大的振動沖擊等；但是，這種傳感器信噪比較低、體積較大，同時其輸出波形為交流，一般需經(jīng)整流、濾波后才可以使用，因而限制該傳感器的使用范圍。 第六章為全文的總結(jié)與展望?？刂葡到y(tǒng)按照這些分量值進(jìn)行實(shí)時地控制，就能使交流電動機(jī)得到像直流電動機(jī)一樣的控制性能。 電動車的大量使用極大帶動永磁無刷直流電機(jī)的發(fā)展，同時，也對永磁無刷直流電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)提出了更高的要求。電動車用電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)良直 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 共 頁 第 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 接影響著整車的安全性、舒適性、環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性。 調(diào)查顯示，截止 2020 年底，我國年機(jī)動車保有量接近 3億輛，與 1980 年相比增加了近 30 倍?？刂葡到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)了永磁無刷直流電機(jī)在不同負(fù)載下低轉(zhuǎn)矩紋波，運(yùn)動平滑，噪音小，啟動迅速，效率高的運(yùn)行效果。我國的汽車工業(yè)的發(fā)展與世界其他國家相距甚遠(yuǎn)， 電動汽車的開發(fā)為我國在新的起點(diǎn)上趕上世界先進(jìn)水平提供了一個不可多得的大好 時機(jī)。自從上個世紀(jì) 80 年代初開始，國家科研院所、企業(yè)研發(fā)部門及部分高校的科研工作者就開始對永磁無刷直流電機(jī)及其驅(qū)動技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。矢量控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是有良好的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)，精確的速度控制，零速時可以實(shí)現(xiàn)全負(fù)載。根據(jù)不同的控制對象，采用不同的電流控制模式，但在本質(zhì)上存在著共同點(diǎn)：通過電流環(huán)來實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的間接控制。轉(zhuǎn)子位置傳感器主要是通過檢測實(shí)際的轉(zhuǎn)子磁極位置為控制器提供正確的換向 信息。電角度時，到達(dá)的位置如圖 23（ b）所示。以 A 相繞組磁鏈為例，其表達(dá)式為： )(?pmACBABAAA MiMiL ?????? （ ） 將式（ ）帶入式（ ）得 ))(( ?pmCABAAAA iMiLdtdRiu ????? ACACBABAAA eiMiMiLdtdRi ????? )( 則電機(jī)的電壓方程為： ???????????????????????????????????????????????????????????????cbacbaccbcabcbbaacabacbacbacbaeeeiiipLMMMLMMMLiiiRRRuuu000000 （ ） 式中 M 表示兩相繞組之間的互感（ x、 y 代表 A、 B、 C）， p 為微分算子 dtdp? 。轉(zhuǎn)子磁場在 q 軸分量為零，在磁場恒定且 d軸電流分量為 0的情況下，電磁轉(zhuǎn)矩與 q 軸電流分量成正比，此時感 應(yīng)電機(jī)的機(jī)械特性與他勵直流電機(jī)的機(jī)械特性完全一樣，實(shí)現(xiàn)了磁場和轉(zhuǎn)矩的解耦控制。那么圖 (c)和 (a)、 (b)兩個繞組就都等效了。 矢量控制的基本思路 正如前文所述的，在產(chǎn)生一樣的旋轉(zhuǎn)磁動勢的前提下，將無刷直流電機(jī)在三相靜止坐標(biāo)系上的三相電流 iA、 iB、 iC 經(jīng)過 3/2 變換可以等效成兩相靜止坐標(biāo)系上的交流電流 iα、 iβ，再經(jīng)過 2s/2r 變換得到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系上的 id、 iq。而 id=0，時，定子電流分量就只有交軸分量 iq 了，而沒有 d 軸分量了。弱磁控制過程中消弱轉(zhuǎn)子永磁磁場的程度由直軸去磁磁鏈大小表示。 綜上所述的各種控制策略各有不同的應(yīng)用場合，本文所采用的控制方式為 id=0 控制。這種控制方法簡單易行，轉(zhuǎn)矩性能良好、計算簡單、調(diào)速性能好。 確定了 id、 iq 的控制策略后，只要進(jìn)行相應(yīng)的坐標(biāo)反變換就能得到三相 ABC 電流的控制方法，這樣就能像控制普通直流電動機(jī)一樣控制無刷直流電機(jī)了。更進(jìn)一步如果磁通方向是固定在 d 軸上，那這個模型基本上就等效于直流電動機(jī)物理模型。在三相靜止坐標(biāo)系上，永磁無刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型是一個多變量、非線性、強(qiáng)耦合的復(fù)雜模型。 ；互感均相等為 M。定子磁勢 Fa 與轉(zhuǎn)子磁勢 Ff 的相互作用繼續(xù)拖動轉(zhuǎn)子以順時針方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。 霍爾位置傳感器體積較小、制造結(jié)構(gòu)簡單、可靠性較高、價格相對比較低， 但是其抗干擾能力較差，受工作環(huán)境的溫度影響比較大，因此，該傳感器一般應(yīng) 用于對性能要求不高和環(huán)境適宜的場合。主要內(nèi)容及章節(jié)安排如下： 第一章為緒論。若電樞電流矢量的幅值也能控制，就可以獲得與直流電動機(jī)同樣的調(diào)速性能。 永磁無刷直流電機(jī)采用永磁轉(zhuǎn)子，其轉(zhuǎn)子磁鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)過專門的磁路設(shè)計，使電機(jī)可以獲得梯形波的氣隙磁場。因此，電動汽車的研制對我國具有特別重要的意義。 ，首先分析 電動汽車用永磁無刷直流電機(jī)矢量控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ，最后將 電動汽車用永磁無刷直流電機(jī)矢量控制系統(tǒng) 用Matlab/Simulink 仿真 。日前， 全世界擁有各類汽車約 5億輛，年消耗燃油約 7億噸，排放的有害物質(zhì)超過 2億噸，約占空氣污染總量的 61％。項(xiàng)目提出的目標(biāo)是：要提高我國電動汽車及相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新能力，培育一支具有汽車產(chǎn)品自主開發(fā)能力的隊(duì)伍，并充分利用社會各方面的科技資源，在國際競爭中搶占新一代汽車技術(shù)制高點(diǎn)，促進(jìn)我國汽車工業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。永磁無刷直流電動機(jī)在工作時，直接將方波電流輸入永磁無刷直流電動機(jī)的定子中，控制永磁無刷直流電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。由于定子側(cè)的各個物理量（電流、電壓、磁動勢、電動勢等）都是交流量，其空間矢量以相同轉(zhuǎn)速同步旋轉(zhuǎn)，直接對其控制、調(diào)節(jié)和計算都很不方便，因此，要 借助坐標(biāo)變換將定子側(cè)的各個物理量從三相靜止坐標(biāo)系變換到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中。 第三章為矢量控制坐標(biāo)變換，主要對矢量控制理論及其數(shù)學(xué)推導(dǎo)、坐標(biāo)變換進(jìn)行了分析和研究。 這種位置傳感器具有抗干擾能力強(qiáng)、輕巧便于安裝、調(diào)整更換較為方便等優(yōu) 點(diǎn)，其缺點(diǎn)為對環(huán)境要求高、輸出信號需處理。電角度時，逆變器 中 的 開 關(guān) 器 件 要 輪 換 導(dǎo) 通 ， 其 導(dǎo) 通 的 邏 輯 為 V2V3 → V3V4→ V4V5→ V5V6→ V1V6→ V1V2??，依次循環(huán)。 無刷直流電機(jī)的逆變模塊采用兩兩導(dǎo)通的工作方式，任意時刻只有兩相繞組導(dǎo)通存在電流，其余繞組關(guān)斷，電流為零。 調(diào)速的關(guān)鍵問題是轉(zhuǎn)矩控制，直流電動機(jī)調(diào) 速性能好的根本原因就在于其轉(zhuǎn)矩易于控制。 （ a) (b) (c) 圖 等效電機(jī)模型 （ a)三相交流繞組（ b)兩相靜止交流繞組（ c)旋轉(zhuǎn)直流繞組 三相靜止坐標(biāo)系和兩相靜止坐標(biāo)系間變換 三相靜止 ABC 坐標(biāo)系向兩相靜止αβ坐標(biāo)系變換，稱之為 3/2 變換。 由上述的分析，我們可以看出，矢量控制的基本想法是在普通交流電動機(jī)上模擬出直流電動機(jī)的控制方式。但無刷直流電機(jī)無法調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子勵磁，所以當(dāng)電機(jī)負(fù)載變化時，電樞繞組的總磁鏈不能確定，轉(zhuǎn)矩和電樞電流不是線性關(guān)系，所以控制方式變得很復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用空間很有限。此時，電機(jī)定子電流綜