电动车用永磁同步驱动电机控制方法的研究.docx
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电动车用永磁同步驱动电机控制方法的研究
电动车用永磁同步驱动电机控制方法的研究
摘要
近年来，由于汽车的发展而带来的各种问题越来越突出。
为了解决由于汽车发展而带来的能源和环境问题，各国政府正在大力扶持新能源汽车的发展。
汽车行业正经历着从传统的内燃机汽车向新兴的新能源汽车的转变。
电动汽车主要包括蓄电池电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车，混合动力汽车作为传统内燃机汽车到纯电动汽车的过渡形式，是现在应用十分具有市场前景的电动汽车。
无论是混合动力汽车还是纯电动汽车电机驱动系统在整个动力总成中占有十分重要的位置。
电机驱动系统的好坏不仅关系到整车动力性能发挥，还影响着整车的可靠性、安全性，因此电机驱动系统正成为各高校及科研机构的研宄焦点和热点。
本文以电动车用永磁同步驱动电机控制方法为研宄对象展开以下研究工作。
首先概述了电动汽车国内外的发展状况、永磁电机国内外的发展状况、驱动电机控制策略的发展状况。
分析了永磁同步电动机的、坐标变换并建立了在这两种坐标系下永磁同步电动机的数学模型。
阐述了矢量控制和直接转矩控制的原理，控制策略和实现方法。
然后针对众多仿真软件不能浮地仿真的缺点选择了软件进行驱动电路全局性仿真，解决了浮地仿真的问题，并在此基础上进行了驱动电路的设计。
幵发了永磁同步电机驱动系统控制器，并从硬件和软件两方面对控制器的开发进行介绍。
硬件方面以微芯系列控制芯片为主控芯片，结合外围的系统保护电路的设计、温度检测电路的设计、信号输出电路设计、转子角位置及转速检测电路组成整个控制器的电路总成；软件方面包括控制程序的设计编写和上位机监测程序的设计编写，完成了控制器的设计。
最后以永磁同步电机驱动系统控制器为基础搭建了实验台架，扭矩转速图矢量控制方法进行研宄。
通过标定实验将最优的空间电压矢量的模值和相角确定，并将转速转矩对应的最优空间电压矢量扭矩转速图转换成表的形式，供电机控制查询，实现矢量控制。
这种控制方法规避了由于电流传感器的问题而造成的电机控制的不确定性、提高了电机控制的快速性、稳定性、高效性。
关键词：
永磁同步电机；驱动电路；电机控制器；扭矩转速图矢最控制
摘要
绪论
课题研宂的背景和意义
电动汽车简介
电动汽车概述
国外电动汽车研宄现状
国内电动汽车研宄现状
永磁电机简介
永磁电机概述
国外永磁电机的研宄现状
国内永磁电机的研宄现状
永磁同步电机驱动系统控制策略研宄现状
课题研宂主要内容及意义
课题研究主要内容
课题研究主要意义
永磁同步电机（控制系统
永磁电机的结构
永磁电机的本体结构
永磁电机的磁路结构
的坐标变换及数学模型
坐标变换
数学模型
矢量控制
矢量控制的原理
电流控制策略
矢量控制的实现
直接转矩控制
直接转矩控制的原理
基于定子相电压矢量的定子磁链控制策略
直接转矩控制的实现
本章小结
永磁同步电机驱动系统驱动电路设计
的结构及驱动电路
的结构
驱动电路形式
驱动电路仿真
仿真软件的选择
大连理丁大学硕士学位论文
驱动电路原理
仿真电路的设计
仿真结果分析
驱动电路设计
驱动芯片的选择
驱动电路的设计
本章小结
永磁同步电机驱动系统控制器的设计
驱动系统控制器的硬件设计
控制器硬件结构
控制器主控芯片的选择
控制器信号隔离电路设计
控制器局域网（通讯电路设计
控制器系统保护电路设计
控制器温度检测电路设计
控制器信号输出电路设计
控制器旋变电路设计
驱动系统控制器的软件设计
软件幵发平台的介绍
软件程序幵发的实现
软件上位机的设计
本章小结
永磁同步电机控制方法台架试验及结果分析
实验台架的搭建
驱动系统各部件性能测试
基于扭矩转速图矢量控制方法的研究
控制方法的提出
控制方法的实验过程
结果分析
本章小结
附录电机控制器板图及实物图
附录图矢量控制插值程序
附录电机标定实验数据
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
大连理工大学学位论文版权使用授权书
1绪论
1.1课题研究的背景和意义
随着中国居民生活水平的提高，对于汽车的消费需求越来越大，到年我国的汽车生产数量就达到一千五百万辆，随着汽车产量增加的是石油的消费，我国石油的产量大概为亿吨每年，而石油每年的进口量和国内的石油年产量相当，这将造成很大的石油安全隐患，汽车保有量的增加必然引起汽车尾气的排放增加，在年我国就已经成为世界第二大汽车尾气排放国。
在巨大环境和能源压力下，我国汽车工业若想继续生存下去，必须开辟新的道路，发展电动汽车成为最佳的选择。
车用电机驱动系统作为电动汽车的动力核心之一，主要起着将电能和机械能相互转化的作用。
永磁电机以其结构简单、可靠性高、效率高、体积小、重量轻等优点被广泛应用于车用电机驱动系统中。
车用电机驱动系统技术的优良直接影响着电动汽车的安全性、环保性、经济性等。
因此研究更加可靠、环境友好、经济的车用电机驱动系统势在必行。
1.2电动汽车简介
电动汽车概述
电动汽车的产生是早于内燃机汽车，电动汽车经历了一段跌岩的发展时期，而到现在又幵始了新的研宄热潮。
1834年是电动汽车概念出现和发展的最早时期，ThomasDavenport创造了一辆电动三轮车，它由一组不可充电的干电池驱动，只能行驶一小段距离。
欧洲的电动车技术很快传到美国，并在美国科技的推动下取得了长足的发展。
1890年，美国第一辆蓄电池汽车在衣阿华州诞生，车速为23km/h。
在此后的十多年时间里，电动汽车在美国得到了快速发展。
到二十世纪初，美国的电动汽车、蒸汽汽车和内燃机汽车分别占汽车保有量的38%、40%和22%，电动汽车的发展越来越快，也越来越受到重视。
但是，随着石油的大量幵采和内燃机技术的发展，特别是发动机起动器在汽车上的应用，燃油车的性能优势逐渐明显。
由于电池技术的制约使得电动汽车的续航能力得不到提高，其优势大打折扣，再加上汽车研究的热点转移到内燃机汽车使得电动汽车的研究经费锐减，对于电动汽车的研发进入了低谷时期。
直到二十世纪六十年代，电动汽车由于环境和能源问题才又受到人们的关注，得到了新的发展契机。
尤其是最近的几十年，各国政府加大对电动车的研发投入，各种利于电动汽车发展的各种政策相继推出，从社会的各个方面集中力量进行电动汽车推广和研发，调动汽车生产厂商和各科研机构的积极性，电动汽车的研发进入了一个繁荣的时代，并且取得了较大的技术进步和科研成果，而且向着更好的趋势发展。
电动汽车是整个汽车家族的一个类型，拥有传统汽车的各项道路交通要求和安全要求，其最大的特点是动力源为车载电池，而动力系统为电机驱动系统。
电动汽车的动力总成和传统的内燃机汽车有很大的区别，但在其汽车的属性和性能上还是不变的，更加突出了电动的概念。
对于电动汽车来说，其动力源是电池，电池就相当于内燃机汽车的燃油，而电动机是动力输出，电动机就相当于内燃机汽车的发动机，电池供电电动机输出功率驱动汽车行驶。
电动汽车通常被分为蓄电池电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车三大类。
具体分类如图所示：
图1.1电动汽车分类图
1.2.2国外电动汽车研究现状
（1）日本
一直以来出于对能源危机和环境保护的关注及占领未来世界汽车市场的考虑，日本十分重视电动汽车的研制和幵发。
日本于上世纪七十年代就成立了和电动汽车相关的研发协会，展幵了电动汽车新技术的研发工作。
其中最具代表性的是丰田汽车公司。
丰田汽车公司可谓是电动汽车领域的佼佼者，公司与九七年推出了普锐斯混合动力车，当年广受好评。
而本田汽车公司也努力发展自己的电动汽车产业，于九九年在美国推出了自己的混合动力因赛特取得了不错的反响。
丰田在年的时候其混动车在全世界的销售产量就己经高于一百二十万两。
在汽车行业里，用氢作为动力来源的电动汽车被认为是未来的最优目标，而混动车只是一个向纯电动的过渡。
富士和日本电器公司合作开发的“”使用了一种新型锂电池，这种电池用充电器分钟内就可充电，使充电时间大大缩短，其电池重量也减小了一半，而且由于电池中加入了猛，电池寿命也大为延长。
（2）美国
美国戴姆勒克莱斯勒、通用、福特三大汽车公司在年签订协议，计划成立一个联合体，这个联合体的主要任务就是合作研究电动汽车所用的先进电池，同年月美国电力研宄院也加入了该联合体，同年月，美国总统布什批准了亿美元拨款资助此项目研宄。
主要进行镍氢、钠硫、锂聚合物和锂离子等高能电池的研究开发。
1993年，美国克林顿政府设立了新一代汽车合作组织计划。
它由美国商务部、国防部、能源部、运输部、环保署及国家科学基金会等联邦政府机构与三大汽车公司合作实施，旨在推动美国汽车技术革命，开发新一代汽车。
计划通用汽车、福特和克莱斯勒汽车公司联手投入了大量的资金进行混动车的开发等科技工作。
至年，三大汽车公司陆续推出了各自的概念车，通用汽车公司为概念车、福特汽车公司为概念车、戴姆勒克莱斯勒汽车公司为概念车。
计划在美国掀起了汽车技术合作的攻坚战。
计划出台后，欧洲、日本等纷纷效仿，各自确立了新一代汽车发展计划，从而引起了具有划时代意义的汽车技术创新。
2003年，美国布什政府又制定了计划，用于取代计划的新国家及私营合作研宄发展计划。
将主要研究精力放在以燃料电池为动力源的电动汽车的研发上，这其中包括了一部分的轻型货车以及全部的轿车。
这个计划的协调者和领导部门分别是美国汽车制造者协会和美国能源部，其主要的研究方向是具有高风险性的实用性的电动汽车新技术的研发。
到奥巴马政府上台之后，他决定对锂离子电池的开发研制进行财政支持，放弃燃料电池，并对锂离子电池的研发研制投入了二十四亿美元的资助。
（3）欧盟与其各国
欧盟各国为了增强其汽车工业的竞争力，调高对于汽车的技术水准，整合各国的资源统一调度，避免技术上的重复研究，充分利用各国的物力、人力、财力，其制定了一些统一的研究计划。
主要计划如下：
系列计划、燃料电池客车运行计划、电动车运输计划和燃料电池发展计划等。
欧盟委员会组织制定的这些研究计划，对于欧盟各国没有约束力，欧盟各国可自愿参加，各国也可同时制定自己国家的相关研宄计划。
①德国。
德国的汽车工业十分发达，为了保护环境和节约能源，德国政府开始了对电动汽车的发展规划。
为了更有效的发展电动汽车产业，德国政府对德国的两大汽车公司大众和奔驰进行联合，建立了专门针对电动汽车研发的科研机构。
在九二年的时候，德国又投资了两千二百万的资金建立了电动汽车的实验研发基地，在欧洲的吕根岛，对其研发的电动车辆及其配套的工程系统进行了四年的实验和验证。
②法国。
法国是一个石油匿乏的国家，为了摆脱石油能源的困扰，法国大力发展自己的电力产业。
法国是一个电力产业非常强大的国家，拥有众多的核电站和其他辅助电站，核电站你是法国供电系统的重要部分，其发电量占全国总发电量的百分之七十五，而水利发电占百分之十五，电力资源丰富，价格相对低廉，而石油制品的价格很高，约是美国的四倍。
为发展本国的电动汽车法国政府在政策，资源上给予强大的支持。
其中政府联合其雷诺汽车、雪铁龙和电力公司签订了协议，来共同研发和运行新能源汽车而且成立针对于电动汽车的新公司。
在九五年的法国，由雪铁龙开发的一款改装的电动汽车，雷诺幵发的两款电动汽车和标志幵发的两款电动汽车研制成功，并在法国的罗切里市运行、实验，幵启了法国电动汽车研制的序幕。
1.2.3国内电动汽车研究现状
中国为了解决自身的能源和环境问题，也在大力发展电动汽车“十五”阶段，为了快速、稳妥、积极的发展中国的电动汽车技术“电动汽车重大科技专项”应运而生，“三横三纵”大的发展规划得以确立。
国家自年起拨款亿元为此作为经费。
我国电动汽车研发计划实施四年来，经过企业与科研院校多家联合协作的努力，在各种新能源车型上均取得了重要进展，成功开发了燃料电池电动汽车样车，并进行了实地运行。
由于采用了电电混合驱动方式，整车的各方面的性能都得到了显著的提升，例如动力性、经济性等。
年世界氛能大会于五月份在北京召幵，，会上由我国研制的燃料电池轿车一经出现就吸引了全世界的目光，达到了先进的水平。
而后在必比登世界清洁汽车赛上，由我国研制的燃料电池轿车也取得了骄人的成绩。
在对新能源汽车的研发过程中，我国的各个汽车公司都集中力量，努力实现技术的攻坚，例如奇瑞、长安、东风、一汽等，取得了较好的效果。
国内研发纯电动汽车的专业单位主要有杭州万向电动汽车有限公司、天津清源电动车辆有限公司、北京理工科凌电动车辆股份有限公司等。
万向电动汽车有限公司自2002年成立以来，在高能量聚合物锂离子动力电池、一体化电动机及其驱动控制系统等方面取得了相应的成果，成为动力电池产业化制造基地和“十一五”纯电动汽车平台牵头单位。
由天津清源公司研制的新能源车，在各个汽车性能指标中都已达到较高的水平，形成了自主的技术科研储备。
由北理工大学和其他新能源汽车单位联合开发的电动示范车队在年于北京师范运行，并通过了验收，取得了良好的示范运行的效果，小批量研发生产的四种车型约辆公交车投放了北京市奥运电动示范车队运行。
“十一五”期间，国家对现有的有关电动汽车研发的项目进行了重组，设立了“十一五”重大专项，投入大量资金来发展新能源汽车方面的核心技术及整车的研发，电动汽车形成了整车的研发和动力系统技术关键的研发的格局。
年底在国家科技部牵头下，北京汽车福田公司成立了中国第一个新能源汽车的产业基地，其正式的名称为北京新能源汽车设计制造产业工程基地。
而在零九年初我国就提出了关于汽车产业的未来发展的规划，其中把新能源汽车及其对关键零部件的研发放在了突出的位置。
而后的“十城千辆”电动汽车示范工程于年初在武汉起动。
该工程是指用年的时间，在全国十个以上大中型城市，每城推出辆以上新能源汽车幵展示范运行。
与此同时，财政部、科技部也发文，将中央财政对购置节能与新能源汽车给予补贴的对象和标准予以明确，首批在北京、上海、重庆、长春、大连、杭州、济南、武汉、合肥、深圳、长沙、昆明、南昌等个城市开展节能与新能源汽车示范推广试点工作，以财政政策鼓励在公交、出租、公务、环卫、和邮政等公共服务领域率先推广使用节能与新能源汽车。
1.3永磁电机简介
1.3.1永磁电机概述
电机是一种能够进行能量转换的机械装置，在其内部能够进行电能和机械能的双向变换，其机械能和电能的相互转换是通过电机的定子和转子之间的电磁转换来进行的。
电机的励磁方式由两种方式组成：
一种是非永磁电机，其励磁方式是电励磁，电机的定子和转子都有绕组，然后给电机的定子和转子绕组同时通入控制电流，定子和转子绕组由于通入了控制电流，即产生旋转磁场，定子和转子的旋转磁场相互作用实现电动或发电的功能。
另一种是永磁电机，其励磁方式是永磁材料励磁，由于永磁材料本身具有磁性，因此就无需额外的转子绕组，这样利用永磁体励磁就避免了由于绕组通过电流发热，损耗的问题，而且永磁电机功率密度较大，结构相对简单，维护维修方便，由于永磁电机的诸多优点，使其可以应用在一些特别的场合。
永磁材料的发展和开发决定了永磁电机的发展，随着越来越多的永磁材料的发现和研究永磁电机的发展也越来越精密，性能越来越好。
永磁电机的制造和发展有很长的历史，永磁电机是最早的出现的电机形式，但是永磁电机受制于永磁材料的发展，由于当时没有高性能的永磁材料可用，所以当时制造出的永磁电机较大较笨，随着电励磁电机的优越性逐渐被发现，永磁电机被取代。
随后新的永磁材料不断被发掘，例如衫、钴、钱、铁、硼等稀土永磁材料。
这些永磁材料的出现使得永磁电机获得新生。
利用新的永磁材料制造的永磁电机体积可以很小，发热很少，功率密度大，特别适合用于电动汽车作为动力源。
我国幅员辽阔拥有着大量的稀土矿藏，其储量世界第一。
我国对于稀土永磁材料的研发以及在此基础上对于稀土永磁电机的研发己经达到了较高的科技水平，以充沛的稀土矿藏为基础，加大力度开发和推广具有自主产权的稀土永磁电机，对提高我国整体工业水平有非凡的意义。
当前稀土永磁电机的发展方向是小型化、大能量化、多功能化的方向，在既有的技术基础之上不断幵发新产品，扩大其应用范围，市场前景相当广阔。
稀土永磁电机是在系列电机的基础上，将电机转子嵌入稀土永磁材料而成，与普通电机相比，具有以下优点：
抗过载能力强，电枢反应小；耗材少，体积小，重量轻；效率高；功率因数高；起动力矩大；力能指标好；温升低；可大气隙化，便于构成新型磁路。
1.3.2国外永磁电机的研究现状
国外的大公司早在五十年代就己经幵始了对永磁电机的研宄各种类型的和高可靠性高实用性的永磁同步电机就是在这个时间段里被西门子公司研制出，而且经过二十年的发展之后西门子公司又研制出了性能卓越的几十千瓦的永磁电机以及多箱的针对于轮船航运的永磁电机。
与此同时美国公司也加大了对永磁同电动机的研发力度，在五十年代开发出了百瓦级的产品。
而公司和日本的明电舍及日立公司后来追上，他们分别研制出了多极旳永磁电机产品，系列的永磁电机产品，高速的永磁电机产品。
到了七十年代初期，法国也加入了永磁电机研发的队伍中，其研制的大型的永磁同步电动机最高可达，功率最大可达18.5kw，这种类型的永磁电机效率最高可提高百分之十，功率因数也得到了提升，相应的价格比较昂贵。
1.3.3国内永磁电机的研究现状
我国对永磁同步电动机的研究相对于其他国家较晚，直到八十年代初期各种用途和结构的永磁同步电动机才被陆续研制成功我国稀土资源丰富，永磁电机的研制随着稀土材料的不断发现而逐渐发展起来。
在钴衫稀土材料时期，高转速大功率的永磁发电机就由沈阳工业大学研制出，然后又联合其他的电机厂研制出了耐压值高达160kvA高耐压值的钴永磁电机。
到八十年代初期性价比更高的硼钱铁稀土永磁材料被发现后，对于永磁电机的研发重点集中到民用和工业应用上。
期间，西北工业大学主持研发了一款永磁同步电动机，这款永磁同步电动机提高了效率，节省了能源与同等功率的感应电机相比，可节省百分之十的电能，效率可提高百分之五，具有较好的节能效果。
由于石油幵采的需要永磁电机在抽油机的应用上越来越广泛。
1120kw的永磁同步电动机是目前国内单个机型容载量最大的，它是由沈阳工业大学的唐任远院士主持开发的。
直驱式永磁同步风力发电机由于风力发电的需要而越来越受欢迎，在设计上这种永磁电机因为除去了齿轮箱，成本变得更低，效率和可靠性更高，因此更有市场。
1.4永磁同步电机驱动系统控制策略研究现状
随着控制技术和控制理论的发展各种控制方法层出不穷，主要的控制方法如下：
①自适应控制
自适应控制出现于二十世纪的五六十年代，各种各样的自适应控制方法开始被幵发出。
经典自适应控制分为直接自适应控制和间接自适应控制其基本思想是为了更好的控制被控对象，在控制的过程中控制参数不断被调制，以此来取得更精确的控制效果。
自适应控制方法的优点是在对随时间变化的系统和非确定性的系统控制时具有较高的可靠性，缺点是不易推广，系统的性能受测量精度的影响较大。
②滑模变结构控制
二十世纪五十年代就己经幵始了对于滑模变结构控制的研究。
其基本思想是在这种控制方法过程中控制结构是变化的，而这种变化的目的是使控制的结构更加符合当前的系统状态也就是以“滑动模态”进行运行。
滑模变结构控制的优点是控制变得简单、响应更加快速、稳定性加强、硬件系统更加简单，缺点是由于难以在平衡点保持稳定的状态，所以系统易抖动。
③PID控制
PID控制通常是用在工业控制过程的一种有效的控制方式，这种控制方式集合了误差的比例、积分、和微分，现在也常用于电机控制过程中其基本思想是通过对“过去”、“现在”、“未来”信息估计而实施控制的有效算法控制方法的优点是控制原理简单、易于实现、适用面广，缺点是的比例、积分、微分系数的整定非常困难。
④反馈线性化控制
近几十年来，基于反馈线性化思想的非线性控制理论获得很大进展，通过坐标变换与状态反馈，可以把非线性系统化为线性系统。
其基本思想是首先找到一个反馈线性变换方程和输入变换方程，使非线性系统的动态方程转化为一个等效的线性定场系统的方程，再利用标准的线性控制方法设计控制输入。
反馈线性化控制优点是物理概念清晰，实现了非线性化系统的线性化控制，缺点是鲁棒性不强。
⑤模糊神经网络控制
模糊神经网络控制是近年来新兴的控制方法。
其基本思想是将具有一定规则的模糊控制和具有自学习能力的神经网络控制相结合，同时具备两者的优点的一种控制方法。
模糊神经网络控制方法的优点是控制系统响应快、超调小、鲁棒性较强、脉动幅度小、抗干扰能力好，缺点是算法复杂。
交流电动机调速系统以及变频器的发展是随着器件成本价格和电力电子技术的发展而迅速发展的，交流调速系统的优越性使得其应用相当广泛，并取代了直流调速系统。
在永磁电机稳态运行时，其速度和电流的频率有一定的关系，因此可以调节电流的频率实现精确的调速控制。
永磁电机制成后不需要外界能量即可维持其磁场，但也造成从外部调节、控制其磁场极为困难。
永磁电机的控制难点在于由于永磁电机转子没有绕组就不可以模拟直流电机的控制方式控制转子的绕组电流从而改变其转子磁场。
但是新型的电力电子器件的出现，使得模拟直流方式控制永磁电机变成现实。
由于控制理论和控制策略的丰富各种电机控制策略也相继出现，永磁同步电机驱动系统的控制策略主要有以下几种：
①矢量控制
在上世纪七十年代时期矢量控制方法被提出，是由西门子公司的工程师为了解决交流电机的控制问题而提出的，利用己有的异步电机的控制方法解决交流电机控制的问题。
其核心内容是将直流电机的控制规律应用到交流调速中，通过控制算法将交流三相电流转换成励磁和转矩电流分量，并使这两个分量解親分别控制，己达到模拟直流电机控制方法的目的。
这样就实现了按照直流电机的控制规律来控制交流电机的目的。
矢量控制方法的优点是实现了交流电动机像直流电动机那样对磁场和转矩的完全解稱，其缺点是控制算法复杂，控制效果受外部因素的影响较大。
②直接转矩控制
M.Depenbrock和I.Takahashi两人于1985年发明了电机直接转矩控制。
其基本思想是控制定子总磁链的模值不变，通过控制功率管的幵关顺序表来生成需要的电压空间矢量，控制磁链的方向，从而产生变化的磁场，在这个过程中实施磁链的追踪和转矩的追踪从而实现对电机的控制。
直接转矩控制方法的优点是控制方式简单、转矩响应快、便于实现数字化，其缺点是转矩波动较大。
③调压调频控制
调压调频控制是一种开环的控制方法，是最早的变频技术。
其基本思想是气隙磁通恒定，压频比恒定，通过调节电压和频率达到控制电机的目的，保持气隙磁通不变的目的是为了提高控制的效率和安全性。
调压调频控制的优点控制简单，易于实现，缺点是很难根据负载的变化调节电动机的转矩、无法准确控制交流电机的转速、在转速很低时转矩不足。
1.5课题研究主要内容及意义
1.5.1课题研究主要内容
本文主要以电动车用永磁同步驱动电机控制方法为研究对象展开研究，具体的章节内容如下：
第一章主要介绍了电动汽车的概念及国内外电动汽车的研宄现状。
概述了永磁电机的概念及国内外永磁电机的研究现状。
分析了永磁同步电机驱动系统控制策略的基本思想及其优缺点。
第二章主要介绍了永磁电机的本体结构和磁路结构。
概述了三种坐标系及其三种坐标系间的相互转换。
阐述了永磁同步电机在三种坐标系下的数学模型。
重点分析了永磁同步电机矢量控制方法和直接转矩控制方法的原理、控制策略、具体的实现步骤。
第三章主要研宄了IGBT的结构及IGBT驱动电路的形式。
借助Saber于仿真软件平台完成了IGBT驱动电路全局性仿真。
以英飞凌1ED020I12FTA为主驱动芯片设计了IGBT驱动系统电路，并详尽分析了驱动系统电路各部分的原理与作用。
第四章主要研究了驱动系统控制器硬件设计，包括硬件设计的原理、作用及注意事项。
软件设计，包括软件编程的思想、调试过程。
上位机软件的设计，包括上位机软件的选择、软件的编程思想等。
第五章主要进行了台架实验。
首先搭建永磁同步电机驱动系统实验台架，测试各部件的性能。
然后重点研宄了基于转矩转速图的矢量控制方法，以及这种方法的实验原理、实验过程和试验结果。
1.5.2课题研究主要意义
（1）实现了基于Sabe
升级会员 