【正文】 同時也使我深深的認(rèn)識到了自己的不足，看到了自己薄弱的一面，也使我懂得了許多，明白了許多。畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的書寫是個非?？少F的過程，有遇到問題時的苦惱和解決問題時的喜悅，在同學(xué)朋友的幫助下我一直走到了目的地。本文展望：（1）開發(fā)研制電動汽車是汽車工業(yè)當(dāng)前必須參與解決的問題；（2）選用交流調(diào)速控制系統(tǒng)于電動汽車已是大勢所趨，而越來越多，愈加成熟的控制策略必將使電動汽車的動力性能得到大幅度的提升；（3）采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對控制系統(tǒng)進(jìn)行建模仿真，可以快速地修改控制方案。1 秒后，使電機(jī)啟動轉(zhuǎn)矩增大，電機(jī)電流略微升高，電機(jī)轉(zhuǎn)速也有下降，但下降幅值很小。us sref將方程變換到 MT 軸系中，可得到以下方程： uMrefTsMdtT????uTrefMsT?pMref??TT其中 ????iPLRLuMssSSM Tp2???????????????iLRi TsssamMsp pTT 212 ??? ??Mmasp???????21??iPLRLuTssSSTT2?????? ?????imsasp p2?? MsMmsa ??????121為了利用上式進(jìn)行分析，進(jìn)一步推導(dǎo)可得： ????????rMrMmLRp???????rMrMrMmii122利用上式編寫出基于時間延遲的解耦仿真模塊，如圖（）所示。對定子電壓解耦算法加以修正，可消除這種影響。iMTuMT 坐標(biāo)變換子模塊此模塊實(shí)現(xiàn)不同軸系之間的電壓、電流轉(zhuǎn)換。圖 磁通觀測器模型 控制器子模型由磁鏈環(huán)、轉(zhuǎn)速環(huán)、定子 M 軸電流環(huán)、定子 T 軸電流環(huán)構(gòu)成，每個閉環(huán)都有一個 PI控制器來調(diào)節(jié)。實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速 n，電磁轉(zhuǎn)矩 ，轉(zhuǎn)子磁鏈 ，同步角速度 ，e?r?s轉(zhuǎn)子電角速度 ，轉(zhuǎn)差角速度 ，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角 的計(jì)算。它的主要控制思想就是把異步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制模擬成直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制，通過對定子電流的解耦，把定子分成兩個正交分量：一個是用來產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁通的勵磁分量 ，它相當(dāng)于他勵直流電動機(jī)的勵磁電流；另iM一個是用來產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩分量 ，它相當(dāng)于直流電動機(jī)的電樞電流，由T此實(shí)現(xiàn)了對轉(zhuǎn)矩的動態(tài)控制。 基于 Matlab/Simulink 的異步電機(jī)控制系統(tǒng)仿真模型由于異步電機(jī)是一個高階次、強(qiáng)耦合、非線性的多變量系統(tǒng)，電動汽車又要求很強(qiáng)的調(diào)速性能，所以傳統(tǒng)的控制分析方法并不適用。它是 Matrix Laboratory（矩陣實(shí)驗(yàn)室）的縮寫，是一款面對科學(xué)計(jì)算、系統(tǒng)可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境的軟件。本章采用 MATLAB/SIMULINK 仿真軟件對所提的電機(jī)驅(qū)動控制策略進(jìn)行仿真驗(yàn)證，搭建了控制系統(tǒng)模型并對其進(jìn)行仿真調(diào)試分析，驗(yàn)證了控制算法的合理性和有效性。那么，由磁鏈和?rm?0t電壓方程可以得到磁鏈的表達(dá)式為： pTiLrMmr??1?其中， 為轉(zhuǎn)子時間常數(shù)， ， 為轉(zhuǎn)子磁鏈。0?tm經(jīng)過上述的坐標(biāo)變換，最終將一個異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型變換為類似直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)了解耦控制。0?ur?? 電磁轉(zhuǎn)矩方程 ??iPTrsrsmne ????? 同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電機(jī)模型由于 軸系是個偽靜止的坐標(biāo)系，無準(zhǔn)確的意義，為此以轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)??量的方向作為代表勵磁分量的 M 軸，超前其 90 度的 T 軸為轉(zhuǎn)矩分量軸，該軸系就成了一個以同步電角速度 在空間旋轉(zhuǎn)的正交軸系。 運(yùn)動方程 電機(jī)系統(tǒng)的機(jī)械運(yùn)動方程為： TRTLedtJ????式中，J 為系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量； 為系統(tǒng)負(fù)載； 為阻尼系數(shù)； 為系統(tǒng)的機(jī)械L ?轉(zhuǎn)角速度且 。m123 電壓方程 定、轉(zhuǎn)子的電壓方程可以表示為：21 / 40?????????????????????? ?cbaCBAcbaCBArrsscbaCBA piRRu0000式中 、 、 為定子各相的電壓， 、 、 為轉(zhuǎn)子各相繞組的ABC uab電壓， 、 為定、轉(zhuǎn)子各相繞組的電阻，p 代表 d/dt，稱為微分算子。 磁鏈方程根據(jù)圖 可以寫出定、轉(zhuǎn)子各相繞組的磁鏈方程： ????????????????? iLLcbaCBAcbacCBcAbba cCbaCBCABAAcbaCBA?式中 、 、 為定子各相繞組的磁鏈， 、 、 為轉(zhuǎn)ABC ?abc子各相繞組的磁鏈， 、 、 為定子各相繞組的自感， 、 、 ABC ab為轉(zhuǎn)子各相繞組的自感，66 矩陣中其余項(xiàng)為定、轉(zhuǎn)子各相間的互感。因此，對系統(tǒng)的控制是比較復(fù)雜的，在根據(jù)電機(jī)學(xué)原理對其電壓、電流、磁鏈等關(guān)系進(jìn)行合理分析的基礎(chǔ)上建立合適的電機(jī)模型，是對控制方法進(jìn)行研究的前前提和基礎(chǔ)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在交流調(diào)速控制系統(tǒng)中的應(yīng)用包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識器和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，由于采用磁鏈和轉(zhuǎn)矩的雙位式控制無法分辨磁鏈和轉(zhuǎn)矩的誤差，當(dāng)控制系統(tǒng)剛啟動或者改變磁鏈和轉(zhuǎn)矩參考值時會導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)緩慢。EKF 的濾波參數(shù)優(yōu)化問題將會成為一個重要的研究方向。近年來 DSP 等高性能控制芯片的快速發(fā)展促使 EKF 在交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的參數(shù)辨識和磁鏈、轉(zhuǎn)速觀測中獲得廣泛應(yīng)用?？柭鼮V波器作為一類特殊的自適應(yīng)觀測器，兼有狀態(tài)觀測器和濾波器的功能。為了解決在交流調(diào)速系統(tǒng)中某些狀態(tài)不可直接測量的問題，由系統(tǒng)可測狀態(tài)和參數(shù)重構(gòu)的自適應(yīng)觀測器近年來得到較快發(fā)展。15 / 40 滑模變結(jié)構(gòu)控制 滑模變結(jié)構(gòu)控制是變結(jié)構(gòu)控制的一種控制策略，其基本思想是通過不連續(xù)的控制律使得系統(tǒng)按照所期望的軌跡運(yùn)動。 直接反饋線性化直接反饋線性化采用非線性逆系統(tǒng)理論來設(shè)計(jì)控制律，由我國學(xué)者首先提出。反饋線性化控制通過非線性狀態(tài)反饋和非線性變換實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的動態(tài)解耦和全局線性化，分為微分幾何反饋線性化和直接反饋線性化。普通變頻器]19[只能生成 8 個電壓矢量，離散空間矢量調(diào)制通過 8 個電壓矢量的線性組合產(chǎn)生更多的電壓矢量，根據(jù)多級雙位控制器的輸出來合理選擇電壓矢量以保證較小的轉(zhuǎn)矩脈動。計(jì)算定子磁鏈的模型有基于定子電壓、電流的 UI 法，基于定子電流、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的 I 法以及兩者的結(jié)合 U 法。 直接轉(zhuǎn)矩控制 矢量控制在理論上實(shí)現(xiàn)了磁鏈和轉(zhuǎn)矩的解耦控制，但復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換和轉(zhuǎn)子磁鏈的難以準(zhǔn)確定向限制了矢量控制的使用范圍。電流模型估算轉(zhuǎn)子磁鏈的準(zhǔn)確性受到電機(jī)轉(zhuǎn)子參數(shù)?的影響較大；電壓模型由于包含一個純積分項(xiàng)，磁鏈估算的準(zhǔn)確性受積分累計(jì)誤差和初始值的影響較大。矢量控制的基本思路是將定子電流分解成勵磁分量和轉(zhuǎn)矩分量，分別實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩的獨(dú)立控制 （）?rstrmpeiLnT? （）smr1?式中： 為經(jīng)坐標(biāo)變換后在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子與轉(zhuǎn)子同軸等效繞組間的互Lm感， 為在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子等效兩相繞組的自感， 為轉(zhuǎn)子總磁鏈，r ?r為定子電流轉(zhuǎn)矩分量， 為定子電流勵磁分量， 為轉(zhuǎn)子電磁時間常數(shù)，pist ism T為微分算子。轉(zhuǎn)速閉環(huán)、轉(zhuǎn)差頻率控制實(shí)現(xiàn)了對電磁轉(zhuǎn)矩的控制，動靜態(tài)性能均優(yōu)于11 / 40轉(zhuǎn)速開環(huán)、恒壓頻比控制。在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)頻率較低時需要對 進(jìn)行補(bǔ)償以Us避免定子壓降的影響。當(dāng)轉(zhuǎn)差頻率 較小時，電磁轉(zhuǎn)矩公式近似為1 （）RUnTrspe39。在采用一定的技術(shù)改進(jìn)后使得變壓變頻調(diào)速可以具有高動態(tài)性能，從而使得交流調(diào)速系統(tǒng)的性能能夠與直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美。啟動電流大還會有以下影響：一方面使電源電壓在電機(jī)啟st動時下降，特別是電源容量較小時電壓下降更大；另一方面大的啟動電流會在線路和電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生損耗而引起發(fā)熱。利用簡化等效電路，并忽略勵磁支路，k則異步電機(jī)的啟動電流（相電流）為 ??kst ZUUIXR1239。該力矩能克服負(fù)載制動力矩而拖動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從軸上輸出機(jī)械功率。為了描述轉(zhuǎn)速，引入?yún)?shù)轉(zhuǎn)差率。 氣隙異步電機(jī)定、轉(zhuǎn)子之間氣隙很小，對于中小型異步電機(jī)來說，氣隙一般為~。機(jī)座的作用主要是固定和支撐定子鐵芯，具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。異步電動機(jī)主要由固定不動的定子和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子兩部分組成，定、轉(zhuǎn)子之間有氣隙，在定子兩端有端蓋支撐轉(zhuǎn)子。 車用異步電動機(jī)概述異步電動機(jī)是一種交流電機(jī)，也稱感應(yīng)電機(jī)，主要作電動機(jī)使用。但鑒于永磁材料價格昂貴，目前國外永磁同步電機(jī)仍只限于使用在小功率或二輪、三輪電動汽車上。日產(chǎn)公司的FEV 電動汽車使用兩臺感應(yīng)電動機(jī)，每臺功功率 20kw，最大轉(zhuǎn)速 15000r/min，最大扭矩 例如在功率為 70kw 內(nèi)燃機(jī)轎車改裝成用 70kw 的電動機(jī)驅(qū)動的電動汽車時，電動汽車的動力性能和最高車速都將超過內(nèi)燃機(jī)汽車。電機(jī)又是電氣驅(qū)動系統(tǒng)的核心，必須是高性能、高效率的。根據(jù)國家電動汽車的總體發(fā)展目標(biāo),中國將在 2022 年左右研制具有中國特色、達(dá)到國外 20 世紀(jì) 90 年代水平的電動汽車,建立具有年產(chǎn)能力為 3 000～5 000 輛經(jīng)濟(jì)專用型電動汽車生產(chǎn)能力的開發(fā)生產(chǎn)基地,組建 2～3 個電動汽車運(yùn)行示范區(qū)。在當(dāng)今世界能源與環(huán)境雙重危機(jī)下，要求提高汽車的能源使用率，減少污染物的排放已是當(dāng)務(wù)之急。并且隨著世界發(fā)展]2[中國家的經(jīng)濟(jì)水平的提高，汽車的保有量會急劇增加，這在亞洲地區(qū)尤其是在中國非常明顯，而由此引起的能源與環(huán)境問題就顯得更為嚴(yán)重。近年來，世界各國，特別是歐、美、日等發(fā)達(dá)工業(yè)國家，紛紛以巨資推動電動汽車的研發(fā)工作，電力公司也相應(yīng)著手研發(fā)應(yīng)用于電動汽車的基礎(chǔ)設(shè)施。 simulation 目錄摘要 ................................................................................................................................3ABSTRACT ..................................................................................................................31 引言 ............................................................................................................................62 車用異步電動機(jī) ........................................................................................................8 車用異步電動機(jī)概述 ................................................................................8 異步電動機(jī)的基本構(gòu)造 ..............................................................................9 定子 ................................................................................................9 轉(zhuǎn)子 .......................................................................