車用開關磁阻電機ISAD系統(tǒng)的先進控制方法研究.pdf

1、開關磁阻電機是上世紀70 年代興起的一種新型機電能量轉換裝置, 具有結構簡單堅固成本低高容錯運行能力低速高轉矩能力高能量密度和高溫運行能力等突出優(yōu)點汽車ISAD Integrated Starter Alternator Damper 系統(tǒng)是一種起動助力發(fā)電阻尼多功能一體化的系統(tǒng)將開關磁阻電機應用于混合動力汽車ISAD 系統(tǒng)已成為近年來國內外汽車技術的研究熱點之一本文主要研究開關磁阻電機在汽車ISAD 系統(tǒng)中的應用結合ISAD 系統(tǒng)的功

2、能與特點建立開關磁阻電機在電動與發(fā)電狀態(tài)下的數(shù)學模型分別提出了開關磁阻電機在起動助力發(fā)電阻尼四種工作模式下的最優(yōu)激勵參數(shù)判別標準并以此為基礎來構造其控制策略借助MATLAB 及其SIMULINK 仿真工具箱通過仿真驗證了控制策略的有效性和合理性在此基礎上構建了二種開關磁阻電機起動/發(fā)電實驗平臺進行實驗驗證1.利用復雜可編程邏輯器件CPLD 純硬件控制器實現(xiàn)開關磁阻電機起動/發(fā)電的實驗平臺方案完成了開關磁阻電機起動/發(fā)電系統(tǒng)純硬件控制器包

3、括Altera 公司MAX7000S 系列的CPLD 芯片EPM7128SLC84-15 內部邏輯電路模擬測速電路外圍角度調節(jié)電路及信號檢測電路等和功率變換器的具體設計并利用一臺三相6/4 結構的樣機進行了一系列的實驗包括電機堵轉實驗電動實驗開環(huán)發(fā)電和閉環(huán)發(fā)電等根據(jù)相關實驗數(shù)據(jù)及電流波形詳細討論了純硬件控制系統(tǒng)的運行特點驗證了以純硬件方式實現(xiàn)開關磁阻電機起動/發(fā)電控制系統(tǒng)的可行性和正確性研究結果表明本文提出的車用開關磁阻起動/助力/發(fā)電

4、機一體化方案在實踐上是可行的數(shù)字控制器和控制算法是正確有效的2. 基于DSP 芯片TMS320F240 和CPLD 芯片EPM7128S 為核心的DSPCPLD 數(shù)字控制器實現(xiàn)開關磁阻電機起動/發(fā)電的實驗平臺方案結合ISAD 系統(tǒng)的功能特點與要求討論了12/10 結構的開關磁阻電機在電動助力發(fā)電工作模式下的控制策略完成了以DSP 為核心CPLD 為輔助的車用12/10 開關磁阻電機數(shù)字控制系統(tǒng)的軟硬件設計對數(shù)字控制系統(tǒng)進行調試和優(yōu)化實現(xiàn)

5、了樣機系統(tǒng)的起動助力發(fā)電等一體化功能進行了一系列實驗給出了試驗數(shù)據(jù)和波形以及分析結論實驗結果證明了車用開關磁阻起動/助力/發(fā)電機一體化方案在實踐上的可行性以及控制系統(tǒng)和控制方法的正確性有效性本文圍繞ISAD 系統(tǒng)研究所進行的創(chuàng)新工作主要體現(xiàn)在以下幾個方面1 本論文在國內首先開展了汽車用開關磁阻電機ISAD 系統(tǒng)的研究工作提出了開關磁阻電機在ISAD 系統(tǒng)的不同工作模式下的最優(yōu)激勵參數(shù)判別標準與及其控制策略2 本論文首次開展了對12/10