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电动汽车作为国家“十二五”规划中节能减排的重要组成部分,被国家列为加快发展的七大战略性新兴产业之一。永磁同步电机及其控制系统作为电动汽车的驱动系统的关键技术,起着至关重要的作用。本文以车用永磁同步电机为研究对象,分析两相旋转坐标系下永磁同步电机矢量控制的最大转矩电流比控制和弱磁控制方案的实现方法,以研究和开发高性能、高效率、高可靠性的电动轿车驱动系统为目的。 车用永磁同步电机控制系统要受到控制器输出电压和电流能力的限制,最大转矩电流比控制策略应运而生,然而受到电机参数的影响转矩角β的求取比较困难且精度较低,为了提高系统对电机参数的鲁棒性,本文提出了一种基于磁链估算的最大转矩自动跟踪控制策略。该策略依据磁链模型下计算得到的电磁转矩,构建了满足最大转矩电流比的转矩角β的闭环系统,利用PI调节器的调节作用,直接得到最优转矩角,从而避开了永磁同步电机最大转矩电流比控制对电机参数的依赖,以及控制的准确性。 本文中利用MATLAB/Simulink工具箱建立了矢量控制策略的仿真模型,利用Simulink工具箱的灵活性设计嵌入式M-语言函数实现转矩角β的闭环控制,并搭建了坐标变换和SVPWM等各仿真模块,通过仿真模型详细的分析了该方法的有效性。 在理论分析和仿真的基础上设计了基于TMS320F2812的永磁同步电机矢量控制的硬件电路,包括主电路的设计、信号采集电路设计和CAN通讯电路设计等。为实现电机控制的实时性和高效性,本系统软件部分充分利用TI编译软件CCS3.1内部的数学库,采用实时性优良的C语言体系完成软件系统设计,包括矢量控制函数、通信处理函数、三段PI函数和其他辅助函数。 最后,在硬件、软件设计的基础上进行了永磁同步电机驱动系统的基本调试和台架测试,结果表明,该控制系统基本上能够实现控制目标,具有较高的效率,为后续工作奠定了良好的基础。