电动汽车用开关磁阻电机直接瞬时转矩控制优化研究

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随着世界能源危机的加剧和环境问题的不断恶化,人们对于环保、节能的电动汽车关注度越来越高,同时,政府也出台了各种购买电动汽车的优惠政策,促使电动汽车行业的飞速发展。开关磁阻电机拥有结构简单坚固、运行效率高、可靠性好、启动转矩大等一系列优势,已如雨后春笋般出现在电力牵引中。本文主要对电动汽车用开关磁阻电机直接瞬时转矩控制系统进行优化研究,提出了基于改进自抗扰控制器的开关磁阻电机转速闭环控制策略和基于混沌分子动理论优化算法的开关磁阻电机转矩分配函数优化补偿控制策略。主要研究内容为:
  (1)提出了一种基于FWA-LSSVM改进自抗扰控制器的开关磁阻电机转速闭环控制策略。
  由于电动汽车在实际运行时,需要适应变化多端的繁琐路况,因此要求开关磁阻电机驱动系统拥有较强的抗干扰能力和较快的响应速度,基于此本文提出一种基于烟花算法优化最小二乘支持向量机改进自抗扰控制器的开关磁阻电机转速闭环控制策略。利用烟花算法优化最小二乘支持向量机的核参数和惩罚系数,得到FWA-LSSVM最优回归模型;同时,将得到的FWA-LSSVM最优回归模型与自抗扰控制器相融合,来提升系统的鲁棒性。最后,通过仿真证明了该策略的可行性和优越性。
  (2)提出了一种基于混沌分子动理论优化算法的开关磁阻电机转矩分配函数优化补偿控制策略。
  由于开关磁阻电机在运行过程中会产生较大的转矩脉动,在驱动电动汽车运行时会对其性能产生影响,因此本文提出了一种基于混沌分子动理论优化算法的开关磁阻电机转矩分配函数法优化补偿控制策略来减小其转矩脉动。利用混沌分子动理论对开关磁阻电机的开通角、换相角和转矩补偿值进行离线寻优获取,同时对转矩分配函数参考值进行在线补偿,以此来减小开关磁阻电机在运行时产生的转矩脉动值。仿真实验结果验证了该方法的可行性和有效性。
  (3)设计了电动汽车用开关磁阻电机驱动实验平台。
  首先,以DSP芯片为核心控制器设计出电动汽车用开关磁阻电机直接瞬时转矩控制策略硬件实验平台;其次,利用ADVISOR软件对电动汽车用开关磁阻电机驱动整车进行仿真,结合Matlab仿真平台,设计了基于GUI软件仿真平台界面的电动汽车用开关磁阻电机直接瞬时转矩控制系统。利用GUI仿真软件平台界面,将本文所提出的控制方法可以更加直观的呈现出来,不但方便对本文所提驱动控制方法的理解,同时还能够更加直观的和传统直接瞬时转矩控制方法进行比较。
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