電動汽車永磁同步電機優(yōu)化控制方法的研究

摘 要： 考慮到基于傳統(tǒng)PID算法的電動汽車永磁同步電機驅(qū)動方法存在系統(tǒng)跟蹤響應(yīng)差，穩(wěn)定性弱，受到負載擾動后，恢復(fù)穩(wěn)態(tài)速度慢等問題，提出積分型滑模變結(jié)構(gòu)控制器作為電動汽車永磁同步電機進行驅(qū)動控制器。通過對系統(tǒng)引入負載轉(zhuǎn)矩觀測器，可以在電流設(shè)定值中反映負載轉(zhuǎn)矩的反饋值，因此控制系統(tǒng)能夠及時地對負載擾動做出響應(yīng)。通過Matlab仿真驗證該文研究方法的有效性，研究結(jié)果表明，該控制方法能夠?qū)﹄姍C負載進行有效準確觀測，并在負載突變時做出反應(yīng)，保證轉(zhuǎn)速快速控制在設(shè)定范圍內(nèi)，具有較好的魯棒性及穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞： 電動汽車； 永磁同步電動機； 驅(qū)動系統(tǒng)； 矢量控制； 滑模變結(jié)構(gòu)控制

中圖分類號： TN304.7?34； TH39 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2016）18?0080?04

Abstract： Since the traditional PID algorithm based driving method for permanent?magnet synchronous motor in electric vehicle has the problems of poor system response， weak stability， and slow steady?state speed recovery after suffering from load disturbance， a method of taking the integral sliding mode variable structure controller as the drive controller of the permanent?magnet synchronous motor of electric vehicle is proposed. The load torque observer introduced into the system can reflect the feedback value of the load torque in the current setting value， so the control system can respond to the load disturbance timely. The effectiveness of the studied method was verified with Matlab simulation. The research results show that the control method can observe the motor’s load effectively and accurately， make a response while load changing suddenly， and ensure that the rotate speed is controlled in the setting range rapidly.

Keywords： electric vehicle； permanent?magnet synchronous motor； drive system； vector control； sliding mode variable structure control

0 引 言

現(xiàn)在電動汽車多使用永磁同步電動機作為其主要驅(qū)動電機，因此對于永磁同步電動機的驅(qū)動系統(tǒng)及控制方法進行研究具有深遠意義。本文提出積分型滑模變結(jié)構(gòu)控制器作為電動汽車永磁同步電機進行驅(qū)動控制器。通過對系統(tǒng)引入負載轉(zhuǎn)矩觀測器，可以在電流設(shè)定值中反映負載轉(zhuǎn)矩的反饋值，因此控制系統(tǒng)能夠及時的對負載擾動做出響應(yīng)[1]。

1 永磁同步電動機數(shù)學模型

1.1 永磁同步電動機的數(shù)學模型

（1） 電壓方程

通過模擬仿真結(jié)果可以看出，將本文研究的改進型滑模變結(jié)構(gòu)控制器應(yīng)用于電動汽車永磁同步電動機驅(qū)動系統(tǒng)中，能夠?qū)﹄姍C負載進行有效準確觀測，并在負載突變時做出反應(yīng)，保證轉(zhuǎn)速快速控制在設(shè)定范圍內(nèi)，本文研究控制方法具有較好的魯棒性及穩(wěn)定性。

4 結(jié) 論

本文對電動汽車永磁同步電機控制系統(tǒng)進行了研究。對永磁同步電機的數(shù)學模型和矢量控制方法，本文提出積分型滑模變結(jié)構(gòu)控制器作為電動汽車永磁同步電機進行驅(qū)動控制器。通過對系統(tǒng)引入負載轉(zhuǎn)矩觀測器，可以在電流設(shè)定值中反映負載轉(zhuǎn)矩的反饋值，因此控制系統(tǒng)能夠及時地對負載擾動做出響應(yīng)。最后通過Matlab仿真軟件進行研究。

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