基于无位置传感器的BLDCM电动汽车双模式混合滑模控制技术

【摘要】电动汽车工作模式可变,工作环境复杂,且系统参数易受干扰,常规控制算法难以取得满意效果。因此研究开发适用于不同运行模式、鲁棒性强的控制系统一直是电动汽车研究人员所追求的目标。随着无刷直流电机(BLDCM)在电动汽车应用越来越广泛,基于无刷直流电机的电动汽车高性能控制技术成为研究领域关注的重点。传统电动汽车用无刷直流电机需位置传感器获取转子位置信息,实现准确换相控制。由于位置传感器会导致电机使用寿命减小、环境受限等缺陷,无位置传感器BLDCM控制策略逐渐成为研究热点。本文针对电动汽车用无刷直流电机控制系统进行了深入研究,完成了如下工作：(1)介绍当前主流无位置传感器无刷直流电机控制技术；研究扩展卡尔曼滤波器(EKF)在非线性系统的模型与估计原理；将无刷直流电机非线性数学模型线性化,建立无刷直流电机的EKF状态估计方案,并基于M-估计对EKF进行测量修正,提高EKF抗扰性能；实验仿真表明该估计策略能够准确实现无刷直流电机的状态估计,且具备较好速度跟踪及扰动抑制能力。(2)分析电动汽车正常行驶及能量回馈数学模型,对滑模控制稳定性与不变性进行分析,基于终端滑模与高阶滑模提出高阶非奇异终端混合滑模控制技术,基于正常行驶及能量回馈模式分别进行滑模控制器设计,实现电动汽车双模式混合滑模控制,对所提出的混合滑模控制策略进行稳定性分析与验证。实验仿真表明该控制策略具备较强的抖振抑制能力,在收敛时间上表现出色。(3)设计电动汽车控制系统,基于TMS320F2812DSP核心控制器以及三菱CM200DY-12H逆变模块构建电动汽车核心控制模块,并进行EKF以及混合滑模控制核心控制程序编写。实验对比结果显示,该控制方案在电动车用BLDCM系统中具备较强鲁棒性,且在防抖振及收敛时间上性能表现出色。
【作者】王领；
【导师】屈稳太；
【作者基本信息】浙江大学，控制工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】混合滑模控制；电动汽车；抖振；BLDCM；扩展卡尔曼估计；

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