无刷直流电机做电动汽车驱动电机时转矩脉动降低方法

【摘要】伴随着汽车工业的发展，汽车尾气成为人们不得不考虑的一个问题。电动汽车因其“零排放”而备受人们关注。在电动汽车驱动电机中，无刷直流电机占有很大一部分，但因为无刷直流电机固有的换相转矩脉动不仅会降低电动汽车乘坐舒适性和耐久性，且会对电动汽车加速性能有非常严重的影响。本文主要研究目标是无刷直流电机在作为电动汽车驱动电机时，如何降低被控电机转矩脉动。本文在分析无刷直流电机换相转矩脉动产生原因时，可知无刷直流电机由于电机绕组为感性负载，三相绕组在换相时电流不能迅速响应设定值。致使绕组中非换相相绕组电流产生波动，无刷直流电机换相转矩脉动。文章分析换相过程得出，当无刷直流电机线电压值为反电动势的四倍时，非换相相绕组电流波动最小，换相转矩脉动最小。当无刷直流电机在作为电动汽车驱动电机运行时，转速会因负载而发生突变，若无刷直流电机仅仅进行转矩脉动优化控制而不进行转速控制，无刷直流电机转矩脉动不仅不会降低，甚至会有瞬间停机的危险。因此还需对电机转速进行控制。无刷直流电机转速控制大都采用PI控制稳定转速，为更好的设定PID值，降低电动汽车调试成本，本文提出了一种基于ITAE和超调量指标的PID参数整定方法。采用Matlab非线性最小平方函数，按照ITAE指标和超调量进行PID参数寻优，得到优化的Kp、Ki和Kd，实现PID参数整定。文章最后建立Matlab模型，将得到PID参数运用到Matlab仿真模型中，并对无刷直流电机转矩脉动优化方法进行对比仿真。仿真结果表明：1、该套PID参数可获得较好的转速闭环控制，转速超调量较小，且响应速度很快。2、当线电压值为反电动势的四倍时，换相转矩脉动最小。
【作者】殷帅；
【导师】吕彩琴；张化冰；
【作者基本信息】中北大学，车辆工程，2014，硕士
【关键词】无刷直流电机；换相转矩脉动；PID参数整定；Matlab仿真；

【参考文献】
[1]孙承琳.语篇分析能力与英语专业学生听力理解水平的相关性研究[D].沈阳师范大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[2]刘兴海.我国各省（市）二氧化碳减排潜力与减排成本的实证研究[D].北京化工大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[3]胡蝶.媒体建构的离异家庭青少年负面形象与实证研究[D].首都师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[4]章仕昌.中学物理实验教学中培养学生创新能力的途径[D].江西师范大学,教育,2003,硕士.
[5]何亮.落叶松树皮热解过程中的传热模型研究[D].北京林业大学,木材科学与技术,2013,硕士.
[6]赵文嵩.SVM在多类问题中的应用及推广[D].聊城大学,应用数学,2014,硕士.
[7]刘璇.网络购物消费者知情权保护研究[D].河北经贸大学,法律,2014,硕士.
[8]雷灿.活性炭表面结构及官能团的归一化实验研究[D].华中科技大学,环境工程,2013,硕士.
[9]胡勐乾,邓志辉,陆远忠.有限元数值模拟方法在华北地区地震地质研究中的应用进展[J].地震地质,2010,01:162-173.
[10]行凯歌.层合板弯曲分析的Hermite径向基函数配点法[D].苏州大学,计算数学,2012,硕士.
[11]李贤兵.图纸信息搜索及BOM表建立技术的研究[D].大连理工大学,机械设计及理论,2004,硕士.
[12]涂婧.中小企业终极股权结构与公司绩效关系的实证研究[D].江西财经大学,金融学,2013,硕士.
[13]赵越.R~N上一类拟线性椭圆方程解的存在性[D].华中师范大学,基础数学,2013,硕士.
[14]李旭超.开关电器的电触点形变现象的实验研究及其电寿命的评估[D].辽宁工程技术大学,电力电子与电力传动,2003,硕士.
[15]李弘.电催化氧化法用于制药废水预处理与深度处理的实验研究[D].哈尔滨工业大学,环境工程,2013,硕士.
[16]上官宗杰,陈思晗,顾明敏.浅析“拼脸类”App在移动端的发展——以MYOTee脸萌的发展为例[J].新闻研究导刊,2014,13:41-43.
[17]范丽,史忠科.具有时滞的非线性纵向飞行模型稳定性和分支分析[J].控制与决策,2013,07:985-990.
[18]佟雪峰.基于车辆动力学的空气悬架系统参数匹配的研究[D].沈阳理工大学,车辆工程,2012,硕士.
[19]杨鳗.基于自主学习的交互式教学模型建构[D].西南大学,课程与教学论,2013,硕士.
[20]荣冈,肖俊,胡云苹,冯毅萍.基于中立模型表达的数学知识管理方法[J].南京理工大学学报,2014,03:342-348.
[21]张桂芝.小菜蛾对虫螨腈的抗性遗传研究[D].河北农业大学,农业昆虫与害虫防治,2004,硕士.
[22]王彦.康化生物公司市场营销策略研究[D].兰州大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[23].浙江工业大学学报2013年总目次[J].浙江工业大学学报,2013,06:1-10.
[24]黄堰江,张才果.峡口电站拱坝施工技术[J].水利水电施工.2006(01)
[25]施轶.锂离子电池石墨烯复合材料的研究[D].复旦大学,2013.
[26]段景川.列车振动荷载下复杂空间与结构形态盾构隧道的动力特性[D].西南交通大学,桥梁与隧道工程,2013,硕士.
[27]桂志波.一种三态加时变迁Petri网的形式化描述与分析[J].控制与决策,1998,02:82-85+89.
[28]张军,陆守一.从森林资源数据特点试论现代森林资源信息管理技术[J].林业资源管理,2002,02:64-68.
[29]刘斌,苏宏业,褚健.一种基于最小二乘支持向量机的预测控制算法[J].控制与决策,2004,12:1399-1402.
[30]薛子欣.中国民生银行小微企业金融服务策略研究[D].西安科技大学,工商管理,2013,硕士.
[31]关婧垚.头针结合运动训练对EAE小鼠脾淋巴细胞Th17和Treg的影响[D].黑龙江中医药大学,康复医学与理疗学,2013,硕士.
[32]温丽丽.基于Cortex-M3的呼吸机控制器设计[D].北方工业大学,检测技术与自动化装置,2013,硕士.
[33]席振洲.贸易公司销售管理信息系统的设计与实现[D].东北大学,计算机技术,2010,硕士.
[34]李德炳.参蛤青龙汤对支气管哮喘患者免疫指标影响的临床研究[D].广州中医药大学,中医学（专业学位）,2013,硕士.
[35]罗小红.论组织出卖人体器官罪[D].吉林大学,法学,2013,硕士.
[36]张影微.基于PLC和组态软件的厌氧发酵控制系统研究[D].东北农业大学,农业生物环境与能源工程,2013,硕士.
[37]冷鑫.我国廉政监察职能的完善途径研究[D].河北大学,行政管理,2014,硕士.
[38]方道融.“巧娘工作室”背景下的手工艺品创新设计研究[D].清华大学,设计学,2012,硕士.
[39]肖雪.插值逼近细分格式的构造及改进[D].河北师范大学,基础数学,2014,硕士.
[40]赵小玉.挖掘多级概念上的广义关联规则[J].计算机与现代化,2004,07:80-82.
[41]王祖英,温中泉,袁伟青,高杨.石墨烯纳米带p-i-n结构太赫兹探测器的设计[J].半导体光电,2014,06:992-995+999.
[42]叶敬德,凌敬中.反光材料及其应用[J].深圳大学学报.1988(Z1)
[43]刘晓申.超硬材料企业的竞争情报研究[D].安徽大学,情报学,2014,硕士.
[44]左浩晓.OVA致敏对邻苯二甲酸二丁酯诱导的氧化损伤与小鼠抑郁样行为关系研究[D].华中师范大学,生物化学与分子生物学,2014,硕士.
[45]郝振文.含氟不对称变色酸双偶氮类显色剂的合成及其与金属Bi（Ⅲ）的显色反应的研究[D].华东师范大学,无机化学,2004,硕士.
[46]宋晶晶.幼儿教师威胁性语言研究[D].华中师范大学,学前教育,2013,硕士.
[47]王峥.基于邻接算法的系统调用入侵检测模型[D].太原理工大学,2004.
[48]尤薇佳,刘鲁,刘丹,李明.基于Squeezer算法的文本数据流聚类[J].控制与决策,2012,04:542-546.
[49]周凯,吴广宁,吴建东,刘君,何景颜.连续方波脉冲下局部放电信号测量与绝缘老化分析[J].电力系统自动化,2008,02:88-92.
[50]曹宇.大跨径上承式拱桥施工控制研究[D].吉林大学,桥梁与隧道工程,2013,硕士.