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随着传统燃油车带来的能源枯竭、环境污染等问题日益明显,电动汽车因其节能环保等优点而受到广泛关注。电动汽车的电机驱动系统作为核心部件之一,已然成为研究热点。相比于类似燃油车的集中驱动系统,电动汽车独有的轮毂驱动方式省去了机械传动装置,增加了控制自由度,具有更好的发展前景。自减速永磁复合轮毂电机(SelfDecelerating Permanent Magnet in-Wheel Motor,SDPM in-Wheel Motor)基于磁场调制原理,可实现高速旋转的内定子磁场与低速旋转的外转子磁场同步旋转。其机械结构简单,功率密度高,非常适合电动汽车轮毂驱动。为了提高SDPM轮毂电机转矩响应速度,提升其在电动汽车驱动系统中的性能,本文针对SDPM轮毂电机无差拍直接转矩控制展开研究。首先,本文阐明了研究的背景及意义,介绍了采用磁场调制原理的轮毂电机的提出和改进过程。由于该类电机电磁特性与普通永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)类似,本文借鉴PMSM控制方法对其进行研究,因此本文进一步对比分析了PMSM的基本控制方法,重点回顾了直接转矩控制方法的改进。接着,本文介绍了三相交流电机的参考系变换原理,并建立SDPM轮毂电机在不同参考系下的数学模型,同时离线测量了电机的电气参数,以供控制算法使用。然后,本文给出了传统无差拍直接转矩控制(Deadbeat-Direct Torque and Flux Control,DB-DTFC)的推导过程,阐明了其存在的计算量大的问题。接着本文重新设计DB-DTFC算法,提出了改进型DB-DTFC(Advanced-DB-DTFC,A-DB-DTFC)算法,使得定子电压给定值可通过求解二元一次方程组得到,简化了算法计算量。接着,由于实际的数字控制系统中存在一个控制周期延时的问题,本文设计了定子电流观测器和定子磁链观测器来补偿延时。其中定子电流观测器基于电机模型的数值积分,并加入了误差反馈。定子磁链观测器基于系统状态空间模型,由于系统具有能观性,故可计算出定子磁链在下一周期的值。最后,本文利用MATLAB/Simulink软件对SDPM轮毂电机的A-DB-DTFC控制系统进行仿真分析,并基于TMS320F28335 DSP对算法进行实验验证。仿真和实验的结果表明,本文提出电流和磁链观测器能够预测下一控制周期的电机实际值,A-DB-DTFC系统在参数准确时能达到电磁转矩无差拍控制效果,参数不准确时同样保持较快的转矩响应。