关键词：电动汽车;;异步电机;;矢量控制;;电流预测
摘 要：随着环境污染、能源危机日趋严重,发展电动汽车成为了汽车工业领域研究的热门方向。电动汽车的电机驱动系统是汽车的核心部分,凭借着成本低、结构简单、坚固耐用和运行可靠等特点,异步电机被广泛应用为电动汽车(尤其是低速电动汽车)的车载电机。目前,车载异步电机的驱动控制主要基于转子磁链定向的矢量控制和转速电流双闭环控制方法实现,其中电流闭环通常采用PI调节。然而,传统PI控制器存在固有的滞后特性,会对电动汽车的转矩电流跟踪性能和动态响应特性造成一定影响。为此,本文提出了基于电流预测算法的电动汽车异步电机矢量控制方法,建立了相关Simulink仿真模型,并研制了基于TMS320F28035的电机控制器原理样机。仿真和实验结果表明了基于电流预测算法的矢量控制在电动汽车异步电机驱动中的有效性。本文首先介绍了异步电机的工作原理,分析了坐标变换以及不同坐标系下的异步电机数学模型,给出了空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)的原理和异步电机矢量控制原理框图。为了保证矢量控制的准确性,进一步研究了转子磁链观测方法及电机参数辨识的相关方法。其次,分析了PI控制器的基本原理及其局限性,提出了基于无差拍电流预测算法的电动汽车异步电机矢量控制方法,并建立了Simulink仿真模型。仿真结果表明,所提方法能够在当前控制周期中,预测得到下一个周期的控制指令,从而克服了PI控制器的滞后特性,有效提高了控制系统的动态响应。最后,在理论分析的基础上,基于TMS320F28035对电动汽车异步电机控制器的原理样机进行了软硬件设计,构建了原理样机的实验平台,验证了原理样机功率器件驱动信号正确性并进行了电机参数辨识。同时完成了控制器原理样机的装车路试,路试中的测量数据表明所引入的电流预测算法具有良好的电流控制特性,可令电动汽车异步电机平稳运行。
内 容：原文可通过湖北省科技信息共享服务平台（http://www.hbstl.org.cn)获取