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随着环境污染日益严重和排放标准日趋严格,节能环保成为工程机械发展的主流趋势。纯电驱动工程机械由于采用电机代替传统燃油发动机,具有低噪声、零排放以及高效驱动的优势而成为工程机械行业的重点发展方向。但由于工程机械工作环境恶劣、工况复杂多变,工业变频器及纯电动汽车电机驱动器无法直接移植到工程机械上。因此,根据工程机械的工况特点开展电机控制系统的研究对纯电驱动工程机械的发展具有深远意义。本文对比了四种常用电机的性能,并确定了以永磁同步电机作为纯电驱动工程机械的主驱电机。通过分析矢量控制及直接转矩控制对永磁同步电机控制性能的影响,确定了以矢量控制作为电机的控制策略。采用矢量坐标变换的方法将永磁同步电机的数学模型解耦,建立了电机在对应坐标系下的数学模型。建立并分析了液压泵的数学模型,从液压泵的流量连续性方程和转矩方程出发,得出了液压系统对电机控制的性能要求。为了增大转速控制的鲁棒性和抗干扰能力,本文提出了基于滑模转速观测的闭环矢量控制策略。电流环采用PI控制并校正为Ⅰ型系统,采用指数趋近律的方法结合永磁同步电机的数学模型,设计了转速SMC调节器,并对调节器进行离散。在Simulink及AMESim中分别建立矢量控制系统及液压系统的模型,并进行联合仿真。通过仿真对比了基于PI转速闭环和基于SMC转速闭环矢量控制策略的性能,仿真结果表明滑模变结构控制在液压负载变化过程中具有较好的鲁棒特性及抗干扰能力。为了满足电机的控制要求,本文提出了纯电驱动工程机械电机控制系统总体方案。以TMS320F28335为控制核心,完成了包括通讯、驱动以及采集等电路的控制系统硬件电路设计。基于所设计电路系统,完成了基于滑模转速观测的矢量控制闭环算法的编写,并搭建了电机测试平台。通过空载、加载、卸载以及变载试验对PI转速闭环及SMC转速闭环进行性能对比,试验结果表明,基于滑模转速观测的闭环矢量控制策略的抗干扰能力较强、鲁棒性较好。为了进一步验证所设计硬件及控制算法的可行性,在纯电驱动挖掘机实验机样机上对电机控制系统进行了测试。试验结果表明,该电机控制系统输出功率能够快速跟随负载变化,滑模转速控制能够较好地抑制负载变化引起的转速波动,论文提出的方案有效可行。