论文部分内容阅读
随着矢量控制技术的逐渐成熟，基于滑模变结构控制策略的永磁同步电机矢量控制系统正成为一个重要的研究方向。针对PI等传统控制方法，难以保证系统由于内部参数变化和外部干扰在电机全速运行过程中良好的动静态性能问题，本文提出了自适应电流滑模变结构和速度滑模变结构的电机矢量控制方法，并围绕滑模变结构抖振削弱和系统对外部干扰的鲁棒性等问题展开了研究。首先，介绍了混合动力车的发展背景和趋势，简述了混合动力车的系统组成，分析了混合动力车智能控制器研究的意义。然后，详细分析了永磁同步电机在三种不同坐标系下的数学模型，并讨论了永磁同步电机的控制策略，列举了永磁同步电机的四种电流控制方法。之后介绍了滑模变结构控制理论的发展、原理、特性，对常用的滑模变结构抖振削弱的方法也作了详细介绍，在本课题研究的过程中采用积分滑模面方法削弱抖振，增强了系统的动态性能。针对外部干扰的不确定性，对外部干扰不确定项进行了动态估计，采用自适应和滑模变结构控制相结合的方法对控制器的参数进行自整定。通过改变对不确定项的估算系数，设计了电流自适应滑模变结构和速度滑模变结构控制系统。该方法克服了常规PI控制中，参数整定困难、固定的PI参数对电机的参数、转速和负载变化敏感、鲁棒性差等缺点，不但保证了系统稳定性，而且提高了系统鲁棒性。再然后，利用Matlab7.5.0/simulink搭建了传统PI与矢量控制相结合以及滑模变结构与矢量控制相结合的两种永磁同步电机控制系统仿真模型。并利用几个阶跃信号替代负载扰动信号，验证两种不同的控制策略下永磁同步电机的运行性能，并对仿真结果进行比较和分析。最后，对混合动力车用永磁同步电机的控制器进行了硬件和软件设计和实验研究。以DSP TMS320F28335为核心控制芯片，设计了相关电路原理图。同时，设计了软件流程图，并用CCS进行软件编程和烧写程序，在DSP电机综合实验开发平台上验证本课题所提出的电流自适应滑模变结构和速度滑模变结构控制策略的可实现性和有效性。