电动汽车用永磁同步电机控制系统研究与设计

电动汽车以电能为能源，具有零排放无污染的突出优点，开发前景十分广阔。驱动电机及其控制系统是电动汽车动力系统中的核心部分。本文研究基于DSP的永磁同步电机控制系统及其智能控制算法。 本文首先介绍了电动汽车的基本结构，在对电动汽车的各种驱动电机的性能进行分析和比较的基础上，选择永磁同步电机作为电动汽车的驱动电机。然后，分析了永磁同步电机的结构特点，通过坐标变换建立永磁同步电机的数学模型。研究了永磁同步电机的矢量控制算法，结合矢量控制技术，推导了永磁同步电机在d-q坐标系上的线性解耦状态方程，并重点研究了id=0控制与弱磁控制两种控制算法的实现方案。研究了速度环、电流环PID控制算法，并构建了Matlab／Simulink环境下的永磁同步电机控制系统仿真模型。 在矢量控制理论研究的基础上，设计了整个系统硬件电路。根据电动汽车的要求完成了档位输入电路、油门给定电路、速度检测显示电路和通讯电路等电路的设计。运用C语言和汇编语言混合编程的方法，设计了系统主程序和中断服务程序，给出了PWM中断服务模块、故障中断服务模块、SCI通信中断服务模块以及档位中断服务模块的设计方案和详细流程图，并在TMS320LF2407A开发板硬件条件下进行了系统调试。 最后对电动汽车永磁同步电机智能控制算法进行了研究，给出了一种用于永磁同步电机速度控制的模糊自整定PID控制器。仿真结果表明，模糊自整定PID控制响应速度快，超调量小，抗扰性能强，适合电动汽车工况要求。