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1、蚌埠学院本科毕业设计毕业设计(论文) 纯电动汽车驱动控制系统的研究学 院 ：蚌埠学院专业（班级）：作者（学号）：姓名（括号内填写学号）指导教师：姓名（括号内填写职称或学位）完成日期： 2017年4月11日蚌埠学院教务处制目 录中文摘要1英文摘要21 绪 论31.1 研究的背景及意义31.1.1 研究背景31.1.2 研究目的及意义41.2 国内外研究现状及存在的问题41.2.1 国内研究现状41.2.2 国外研究现状62 纯电动汽车发展状况62.1 纯电动汽车的发展背景62.2 纯电动汽车的特点72.3 纯电动汽车的组成82.4 纯电动汽车动力驱动系统布置形式83 异步电机矢量控制原理83.1
2、 三相异步电动机的多变量非线性数学模型83.2 坐标变换93.3 三相异步电动机在两相坐标系上的数学模型103.4 异步电机的矢量控制113.5 按转子磁链定向的矢量控制方程及其解耦作用133.6 无速度传感器矢量控制系统164 常用的几种驱动系统164.1 驱动系统电机的选择164.1.1 直流电动机164.1.2 交流电动机174.1.3 永磁电动机174.1.4 磁阻电动机184.2 常见的几种驱动系统184.2.1 直流电动机系统184.2.2 交流感应电动机系统184.2.3 开关磁阻电动机系统194.2.4 永磁无刷电动机系统19参 考 文 献20致 谢21纯电动汽车驱动控制系统的
3、研究摘 要：本篇论文介绍了异步电动机的数学模型，运用变换坐标的方法，得到了空间矢量。空间矢量是电动汽车驱动系统的心脏，同时也是电动汽车研究的重点技术所在，因为它是直接可以去决定电动汽车的性能。空间矢量的控制直接是通过变换坐标的，可以分为两个直流分量，对于转子磁场的方向来进行控制，异步电动机跟直流电动机是有区别的，运用转子磁场控制，可以很好的实现，异步电动机的磁链以及转矩的解偶控制，这样做也是有它的道理所在，依据感应电机的矢量控制理论，在根据电动汽车的实际需求问题相结合，对于无速度传感器的设计研究进行设计研究操作，达到一个很好的效果，再在最后阶段，搭建一个仿真系统，去验证无速度传感器的矢量控制系
4、统，在实际操作中的实用性以及可行性的应用。关键词：电动汽车；驱动系统；异步电动机Research on drive control system of pure electric vehicleAbstract: In this paper, firstly, the mathematical model of asynchronous motor is introduced, and the space vector equivalent circuit of asynchronous motor is obtained by coordinate transformation. The d
5、riving system of electric vehicles is the heart, is one of the key technologies in the research of electric vehicles, which directly determines the performance of electric vehicles, according to the induction motor vector control theory, combined with the actual requirement of electric vehicle, elec
6、tric vehicle research and design based on the speed sensorless vector control drive system. Vector control through the coordinate transformation, the stator current is decomposed into two DC parts orientation of the rotor magnetic field and controlled respectively, so as to realize the asynchronous
7、motor flux and torque decoupling control, has reached the control effect of DC motor. Finally, the simulation system is built in Matlab environment, and the feasibility of the application of speed sensorless vector control system in electric vehicle driving system is verified.Key words: electric veh
8、icle；driving system；asynchronous motor1 绪 论1.1 研究的背景及意义1.1.1 研究背景电动汽车控制系统的研究与开发进展，需要实现关键部件的突破。电池管理系统是电动汽车电控系统的重要组成部分，国内许多高校、科研院所和企业积极开展电池管理系统的研发，并取得了长足的进步。北京航空航天大学、北京交通大学等高校和电池管理系统的企业发展已应用于许多国家的企业，一汽、东风电动、长安、天津、清远示范项目，积累了丰富的经验和实际数据加载。一般来说，在中国开发的电池管理系统达到了功能要求，但在功能完备性、状态估计的精度，以及可靠性等方面和丰田等汽车企业仍然存在着明显的差
9、距。在系统控制关键部件IGBT（功率开关元件）的生产上，只有少数企业有这种研发和生产能力，可想而知这就导致国内需求基本上需要依赖进口。一般来说，在整个工业系统中，电动汽车是为数不多的具有一定技术能力的行业之一。我国在电动汽车的关键技术上，具有一定的研发能力，加快中国工业化的基本条件，必须依靠技术创新实现电动汽车的产业化能力，实现在电动汽车领域的跨越式发展。1.1.2 研究目的及意义电动汽车的发展是以世界上有限的矿产资源为基础的。随着人口的增长，资源的消耗也越来越多，化石燃料的到来是不难想象的，当人们建立了一个长期的文明将被销毁，因为矿物污染。为了避免各种不利情况的发生，我们应该及早开始，以防止
10、过度依赖石油，替代能源和燃料节约的方法和策略的发展。国家投入大量资金用于电动汽车技术和产品的研究和产业化。推动纯电动汽车技术和产业的快速发展。纯电动汽车由电动机驱动，可分为3个子系统：电驱动子系统、主能源子系统和辅助控制子系统。纯电动汽车在技术优势方面比传统汽车有许多优势。由于纯电动汽车电池的使用和显示的优势，在能源市场竞争能力强、环境保护和降低噪音等都受到广泛好评。现代电动汽车是一项复杂的系统工程，它是汽车技术的理论基础、汽车技术、电机驱动技术、电力电子技术理论、储能技术与现代控制有机结合的优化系统。综述了纯电动汽车的关键技术，主要有以下三点：电池技术、电机及其控制技术和能量管理技术，重点介
11、绍了电机及其控制技术的驱动控制系统。希望提出宝贵意见。1.2 国内外研究现状及存在的问题1.2.1 国内研究现状中国的电动汽车技术是从上世纪70年代，在90年代进入发展期，主要汽车制造企业的共同推动下，85年后通过“十五”三年计划，取得了一系列科研成果，得到了快速的发展。特别是，863计划和2008届奥运会开出了20亿元的电动汽车订单，奥运会的规定只能在国内的电动车生产，导致中国的电动汽车发展热潮再次加热。在现阶段，纯电动汽车的电池和马达的开发，在中国和世界的先进的水平之间的间隙，有一些主要的位置。深圳leitian绿色电力源（深圳）有限公司，锂离子电池驱动能力的开发300公里，达到120公里
12、的最高速度，单一车辆电池经费40万元以上。锂离子电池的开发使电动车里程突破500公里以上，最大达到了120公里的速度。超级纳米碳纤维的开发深圳中兴的汽车制造公司，电池容量的铅蓄电池的11倍，能源电力比1千克每1万千瓦小时，然而充电完成仅仅只需要10分钟的时间，寿命可达到10年以上。锂电池的价格在市场上不但不昂贵，而且发动机有明显的优点，新的进步和马达驱动系统的研究。我们的政府，集中了稀土永久磁铁马达的开发，我们的国家，在上述的基本材料的领域有资源的优势，将来的产业化可以降低车辆成本。在经济上达到了商业性的驾驶条件。 中国电力投资电池电容混合动力电动汽车运行，2010减少约75245吨石油的消耗
13、，减少二氧化碳排放约2104吨，减少约252吨的碳氢化合物的排放。电动汽车充电时间小于3小时，最大行驶距离为100至300公里，最高时速为每小时80公里至每小时116公里。目前，该技术已率先推广电力工程车辆和电力营销车辆，正在逐步推进公共交通，卫生等领域。1.2.2 国外研究现状美国是世界上一个大国，在电动汽车的发展中具有很强的技术优势，在世界上取得了显着成绩。 1900年，美国总公司在洛杉矶提供电动汽车“震撼”牌，速度128公里/小时，0-96公里/小时加速时间小于9S，单程200公里收费公路里程，电池剩余容量为15 ，车载充电器充电时间为15h，使用固定充电时间为3h。福特汽车公司推出使用
14、etx-2电动车，先进的钠硫电池和交流永磁电动机驱动系统，速度可达105公里/小时，一次可以行驶160公里。日本的日产生产了1997年Altraev旗舰Nissan电动车。该车使用的质量仅为39kg的62kW永磁同步电机，以及高达89的电力系统总效率的高效控制器。动力电池是钴离子电池。最高车速为120km / h，行车周期为192km。 Priua丰田公司开发的四缸发动机与其永磁同步电动机驱动一起使用，是采用混合电动汽车发动机，行星齿轮组配电。最高时速160公里/小时德国奔驰公司2000 Neckar 5发布。内部电动汽车改进了3项技术。它将减小传动系统的尺寸，车辆质量降低300kg，最大输出
15、功率从原来的50KW上升到现在的75kW系统，最大速度超过150km/h印度2001年推出REVA电动车铅酸蓄电池，采用管状直流电机和48V驱动器，使用板载充电器（220V，202kW）可在3小时100充电80小时。重量650公斤，最高车速km / h，里程65公里。2 纯电动汽车发展状况2.1 纯电动汽车的发展背景电动车行业发展迅速的原因，主要是因为生活需求扩大，能源的缺乏问题，经济的飞速发展，汽车数量增加飞快，汽油的使用可想而知，能源在快速消耗，这个问题必须重视起来，能源不断减少，竟而环境问题遭到很大程度的破坏，我们必须高度关注。汽车业的发展，是以环境为代价的。那么，紧接着，石油危机来了，
16、节能遏止了，汽车运输行业不断壮大，汽油每天在不停歇的运行，能源每天都在大量消耗，关键是它的消耗非常大，它还会危害人类的健康，对环境更是造成巨大的影响，人类将会去面临更大的挑战。汽车排放出来的二氧化碳量，逐年增加，使得我们的能源与环境变成了双重危机，我们需要提高能源的利用，减少有害气体的排放。如果通过柴油来解决，是很难根本上解决的，电动车的使用对于环境起到了很好的解决作用。 2.2 纯电动汽车的特点污染低:现代社会在不断进步，各种需求也在油然而生，电动车的使用逐渐增多，它是一种普通的交通工具，但是不产生有毒气体，对环境人体不造成危害，影响，电动车的发电是由石油燃料产生的，不会排放污染物，这样对环
17、境而言，是个不错的选择。我们可以使用多种能源，电动车可以二次发电，不受到石油资源的控制，我们可以选择天然气，水力，太阳能等，这样可以节省石油资源，从而实现最大利益的石油充分利用。效率高:纯电动车的电瓶大部分都是可以回收的，不会被遗弃掉，可以实现再利用，进而电池量的存储很大，充电，发电，配送电都是相当方便，最后的工作效率也是比起内燃机，要高得多。噪音低:电动车不像其他摩托车，踏板车，他们的噪音比较大，远处车辆来临，就可以听到他们的声音，他们的振动大，自然噪音也就大了很多，电动机的噪音要小的多，振动更是不够明显，所以，相对起来，这个是非常合适的，对环境的噪音污染有很大的好处。智能化程度好:现在的电
18、动车已经可以达到电气化，我们采用先进的电子信息技术，从而可以提高车子的智能化性质，达到一定的程度。他们的各个系统还是比较完善的，无级变速，ABS，能量回收系统，安全气囊系统，自动空调系统之间的相互协调，在网络上进行计算，智能化控制。能源的多样性，效率高:电动汽车我们研究显示出，电动车的能源效率现在已经远远超过了汽油车，他们的行走速度虽然不是太高，但是汽车坐起来，可能更加舒适，但是在城市上班族，学生接送，电动车还是居多，他们的使用量还是很大的，电动车可以自动转化为发电机，可以实现能量的最大化，再利用。在另外一方面，我们可以减少对石油的使用与开采，让石油去发挥她的用处。充分的去利用自然能源，风力，
19、水力，太阳能，潮汐能，充分利用，进行转化，实现多方面能源利用，减少的开销，与多余的费用。2.3 纯电动汽车的组成纯电动汽车的外形和内部空间与传统内燃机几乎相同。这是不可能区分纯电动汽车和传统内燃机。纯电动汽车不同于传统电动汽车。纯电动汽车动力系统由动力控制单元、电机、蓄电池和储能装置。2.4 纯电动汽车动力驱动系统布置形式纯电动汽车配备了唯一的电源一般由多个12V或24V电池连接到一系列动力电池组，一般的电力电池电压155v -400V高压直流电源。为了方便低压电气设备的供应，并且不会损坏汽车上的一些电子元件，动力电池和DC/DC转换器。一般动力电池采用并联或串联方式组合在电动汽车中占据很大一
20、部分的有效负荷空间，在布局上有相当大的难度，通常采用“集中式”和“分散式”两种形式布置布置。目前，无论是在产品技术还是市场发展方面，电动汽车的商业化运作还存在许多亟待解决的问题。例如，加快相关技术标准的制定，引进节能，环保汽车税减免和补贴，以方便提供基础设施等。3 异步电机矢量控制原理3.1 三相异步电动机的多变量非线性数学模型由于异步电动机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，故在研究异步电动机的数学模型时，常常做出如下假设：（1）忽略铁耗对电机的影响；（2）在频率和温度变化，忽略其对绕组电阻的影响；（3）认为各绕组的互感和自感都是线性的，即忽略磁路饱和的影响；设三相绕组对称
21、，在空间中互差1200电角度，产生的磁动势沿气隙按正弦分布，忽略空间谐波3。三相异步电动机转子绕组分为绕线型和笼型，其均可以等效为三相绕线转子，折算到定子侧后，其定子和转子绕组匝数都相等。电机绕组等效后的三相异步电动机的物理模型如图3-1所示。图3-1 三相异步电动机的物理模型3.2 坐标变换对于坐标的变换，站在异步电动机的角度来分析，我们可以得到异步电动机的数学模型的复杂性是因为其内部存在一个六乘以六的的电感矩阵导致的。所以就需要采用新的方法来变换处理。大多数情况来说，一般都是会采用变换坐标的方法来进行处理的，使得处理过后的数学模型变得更加简单和更有利于异步电动机的控制作用。综上所述，要想实
22、现完美的矢量控制，变换坐标是一个关键因素。最后我们根据在异步电动机的坐标系可以获得，异步电动机在坐标变换上面所需要进行的运算公式是:3s/2s变换和s/2r旋转变换，又称克拉克(Clark)变换和2s/2r变换即派克(Park)变换。通过坐标变换的方法，使得变化后的数学模型得到简化。（1）三相-两相变换（3/2变换）在三相静止绕组A、B、C和两相绕组、之间的变换，称为三相静止坐标系和两相静止坐标系间的变换。由电机学原理可知，将三相平衡的正弦电流通在交流电机三相对称的静止绕组A、B、C上，产生旋转磁动势F，并以同步转速旋转。两相绕组的轴线分别为、 ，在空间位置相差，构成、 两相静止坐标系(坐标轴
23、逆时针超前坐标轴)。将时间上相差的两相平衡交流电流、 施加在该两相固定绕组 、 时，可以产生与三相定子合成磁动势相同的空间矢量F，且同步角频率为 。三相异步电动机的定子三相绕组和与之等效的两相异步电动机定子绕组、 ，各相磁势矢量的空间位置如图3-2所示。 图3-2 三相静止到两相静止变换3.3 三相异步电动机在两相坐标系上的数学模型在前面的坐标变换中不难看出其可以将异步电动机的数学模型简化很多，因此在对异步电动机分析常将其变换在两相坐标中分析。（1）异步电动机在两相同步旋转坐标系的模型 a.电压方程 (3-3)式中，为定子的同步角频率，为转差角频率。b.磁链方程 （3-4）式中，为MT坐标系定
24、子与转子同轴等效绕组间的互感；为MT坐标系定子等效两相绕组的自感；为MT坐标系转子等效两相绕组的自感。 c.转矩方程 （3-5） d.运动方程如式（3-3）所示。 （2）异步电机在两相静止坐标系的数学模型 a.电压方程 （3-6）b.磁链方程 (3-7)c.转矩方程 （3-8）d.运动方程如式（3-3）所示。在坐标系中绕组都落在两根相互垂直的轴上，两组绕组间没有耦合，矩阵中所有元素均为常系数，消除了异步电动机在三相静止坐标系上的数学模型中的一个非线性的根源。上述方程是矢量控制中的重要方程。3.4 异步电机的矢量控制由美国学者提出的矢量控制方法理论，经过了无数次的实验与证实，现在大家普遍都在使用
25、这种方法。那么矢量控制的思想是怎样的呢？它的基本思路是这样的，首先按照旋转磁场的原则，然后进行坐标的变换，可以设定保持磁场分量不变，控制转矩分量，以此来进行操作，就可以把电子流分解成互相垂直的转矩分量，在调速系统当中，就可以像控制直流电机那样的去进行控制交流电机，比起传统的，更是方便了许多，运转速度加快，还解决了电动机体积大的问题，得到了很好的提升与改善。矢量控制方法的运用极其诞生，得到了很大的提高，经过了几十年的挑战与努力，学者进行了大量的研究与实践，最后形成了这样显著的收益，可以跟得上直流调速系统的速度了。 有实践就会有理论，同样通过查阅相关文献资料我们得知异步电动机的矢量控制理论是以产生
26、相同的旋转磁动势作为基本的原则，然后通过三相坐标系的固定交流电流、 进行3s/2s的交换操作，在这种操作条件下获得的操作效应与在两相静止坐标系下的电流 、有等同作用，最后再经过一系列的坐标转动变换，这样一作用就将我们日常接触到的电动机固定子的电流分割成励磁电流 和转矩电流，这两种电流有着互相垂直的物理特性。现在我们做出一种假设，我们假设观看者是站立在贴心中的，我们会发现铁芯与他所在的坐标系同时旋转的时候，这个时候我们就可以探究出属于交流种类的电机与直流类的电机有着等效的作用。其中，交流电机的转子总磁通就变成了等效的直流电机的磁通，M绕组相当于直流电机的励磁绕组，相当于励磁电流，T绕组相当于伪静
27、止绕组，相当于与转矩成正比的电枢电流。上述等效关系可如图3-9所示。图3-9 异步电动机的坐标变换结构图通过上图我们可以发现在经过一系列的处理变换后，我们所谈及到的异步电动机的交流电等效成了直流电，也就相当于变成了直流机，所以异步电机与直流电机有着可互相模拟的特性，综上所述，要想实现对异步电动机的直流控制，我们可以通过模仿直流电机的控制方式，先求出控制量，然后精计算，最后我们通过其对应的坐标进行表换，这样一来我们就实现了对异步电机的矢量控制。图3-10 矢量控制系统原理结构图从图3-10可以看出，在设计矢量变换控制系统时，我们可以认为反旋转变换 将与电机内部的旋转变换环节相抵消，2s/3s变换
28、与电机内部的3s/2s变换相抵消，如果忽略电流控制变频器中的时间滞后，则图3-5中的控制结构就等效于直流调速系统了。3.5 按转子磁链定向的矢量控制方程及其解耦作用在上面的动态模型分析中，假如两相同步旋转坐标系按转子磁链定向时，则有： ， （3-11）将其带入转矩方程和状态方程，可以得到： （3-12） （3-13） （3-14）式中为转子时间常数，我们不难从式中发现，转子磁链仅有定子电流励磁分量产生，与转矩分量无关，因此，定子电流的励磁分量与转矩分量是解耦的。上述方程可以将异步电机的数学模型绘成图3-15的结构形式，如下： 图3-15 异步电动机矢量变换与电流解耦数学模型从以上分析可知，要使
29、磁场定向控制具有和直流调速系统一样的动态性能，在调速过程中保持转子磁链恒定是非常重要的。根据控制方案中是否进行转子磁链的反馈控制及其观测，磁场定向控制可分为直接磁场定向控制和间接磁场定向控制(又称转差频率控制)。图3-16是一个典型的转速、磁链闭环矢量控制系统，包括速度控制环和磁链控制环。速度给定与转速反馈进行比较，经过PI转速调节器，为了提高转速和磁链的闭环控制系统解耦性能，在转速内环增设了转矩内环控制，在图3-7中，转矩内环之所以有助于解耦，是因为磁链对控制对象的影响相当于一种扰动，转矩内环可以抑止这个扰动，从而改造了转速子系统，使它少受磁链变化的影响。通过转矩调节器给出了电机负载需要的转
30、矩电流 ，磁链控制环给出相应的磁链给定，在额定转速以下，磁链幅值保持恒定(恒转矩)，额定转速以上给出相应的弱磁信号(恒功率)，给定磁链与实测或计算的反馈磁链进行比较，再经过磁链PI调节器，产生相应的定子电流。定子电流的两个分量经过旋转坐标变换，得到静止的分量 和再经过2/3变换得到三相静止电流，PWM环节采用电流滞环控制，使三相实际电流跟踪给定电流信号。 图3-16 直接型矢量控制方框图 间接磁场定向控制采用磁链开环控制，在磁通运行过程中不检测转子磁链信号，系统结构简单。利用转差公式，形成转差矢量控制系统，利用得到同步角速度，该方案在实际中也获得广泛的应用，控制方案如图3-17所示： 图3-1
31、7 间接矢量控制方框图但该方法更依赖于电机参数的准确检测，当参数时变或不确定时，系统动态性能大受影响。且磁链开环在动态过程中存在偏差，其性能不及磁链闭环控制系统。3.6 无速度传感器矢量控制系统无论是直接矢量控制还是间接矢量控制，都具有动态性能好、调速范围宽的优点，但动态性能受电机参数变化的影响是其主要的不足之处。电动汽车在实际工况中，由于路况而会产生或大或小的震动，其驱动系统中灰尘多，这些条件对速度传感器有很大的危害，电机参数会随着实际情况发生变化，而基于磁场定向控制理论而来的无速度传感器的矢量控制方式能很好的解决诸如电机参数的动态变化，倒行等诸多问题。通过所说的，无速度传感器矢量控制系统实
32、质上就是为了取消变压调速装置，把计算转速实际值转换成转速推算器。通过数据计算出电动汽车牵引的实际速度，然后将它进行转速转换，得出它的真实值。它的基本组成原理是: 在电机的定子侧装设电压传感器和电流传感器，通过检测三相电压，和三相电流，。根据 3/2 变换静止轴系中的两相电压,及两相电流，由定子静止轴系中的两相电压、电流可以推算定子磁链，估算电机的实际转速，并结合矢量控制来控制系统的牵引电机。4 常用的几种驱动系统4.1 驱动系统电机的选择4.1.1 直流电动机时代在改变，社会在改变，生活方式有了不一样，电动车也在一个阶段又一个阶段的发生变化，有了一定程度上的创新，电动车的类型多种多样。当时用的
33、是直流电发动机，这种电动车在控制性能上占有了一定的优势，生产使用中得到了一定的认可。在那时候，直流电是一种时髦的象征，同时，也是科学时代的象征，日本的各大系列轿车也风靡全球。直流电的电动机控制操作相对简单，并且在牵引起步上有优势，金无足赤，人无完人，发电机也有它的缺点存在，直流电发动机的致命之处在于它的转换器会产生大量的火花，会影响它的转动速度。直流电的功能也会受到一些方面的制约，过载能力，体积比，功率，系统效率都需要去维护的，所以现在用直流电发电机的并不多，大型车辆早已不适合。直流电动机最大的优点是控制技术成熟，控制方法简单，通过调节气隙磁通和电枢电流，可以独立控制电动机转速和转矩。4.1.
34、2 交流电动机在上世纪90年代，交流电开始有了新的方向，直流电在现在不适合用，交流电具有直流电不具备的优点所在，它的体积小，质量轻巧，效率还高，价格相对便宜，维修方便，等多个方面的优点，交流电更加的方便，快捷，当电动车启动时，它是一个恒速的运行，不会突然加速，能够很好的进行操作，当处于制动状态之中，电能还可以向蓄电池进行充电呢。比起直流电是要安全，方便很多。交流电包括单相交流电和三相交流电，它还对转子的基本结构进行了一定程度的唤醒。定子绕组和转子铁心是铁芯的组成部分，转子又是由轴连接的脚趾端和转子绕组的转子绕组路线构成的，三相电是由电机的旋转磁场构成，转子包括电流和短路，在感应过程中，电动机输
35、出电流的发展，这是三相电的基本原理。4.1.3 永磁电动机现在越来越多的新型电动车，变得越来越多，日本本田系列的电动车，在这里也得到了，一定的应用，他们的主要设计采用磁场，电动驱动发动机。而高性能永磁电机，功率，跟效率都是相当高的，适合制动性能比较好的汽车电动机。受到永磁材料的影响，这个材料温度降低，我们的功率就很难控制，电动式的直流电机同步永磁电机，我们无法把握好。永磁功率高，有一定的发展前景，国内外竞争激烈，我们应去努力应用。包括直线电机表刷以及电刷式内置式永磁电机，内置式和混合式阻碍了它的发展。我们需要改进永磁同步电机的设计结构理论，我们设计很灵活，很方便，设计自由，适合驱动控制。汽车行
36、业的朋友更是引起了关注，动力汽车得到了宽泛的应用。 4.1.4 磁阻电动机还有一种开关磁阻电动机具有几下优点，简单可靠，高校运行，制动相对灵活，速度快，成本相对低。极槽效应非常严重，磁路精确度的控制，考虑到多个方面的缺点:它的波动大，噪音杂，使得位置传感器存在问题。它的设计开关优化设计，我们可以采用最大磁通密度以及总流量饿调节，他们的版税，控制程度和噪音程度有较高限度的小耗损。国内外的电动汽车研究的一些发现，例如东风汽车公司，武汉，天津各大大型公司都是去采用开关磁阻电机，这样使用起来简单方便。 4.2 常见的几种驱动系统4.2.1 直流电动机系统直流电机的驱动使用直流电，斩波器是在直流电机驱动
37、系统当中所使用的变流器，变流器可以将额定电压转变为可调电压，采用的调速方法一般有两种，第一是调压调速，第二是调磁调速。然后根据有无励磁绕组又可以分为永磁以及励磁绕组。后者可以直接由直流电进行控制，而前者没有励磁绕组结构，不可以用直流电进行控制。这两种方法操作起来方便，技术相对比较成熟化，在电动汽车的驱动系统当中有着非常多的应用。4.2.2 交流感应电动机系统 逆变器控制器包括交流电动的，还有驱动的，逆变器系统的执行期间直接去转换 它的电池。它的电流，电压，转速的输入，周数波动形状，磁通还有转矩，开关的闭合，控制角度。转换是有原因的，实现交流感应和控制控制器，交流电跟驱动控制器之间可以很高的进行
38、协调，使得整个这样的设计结合就会变得更加完美，这样也在一定程度上增强了它的电动势。AC和DC逆变器，我们可以将直流电发电机转化为交流电发电机，逆变器过程中可以输出逆变电池，这样逆变器的作用也就显现出来了。4.2.3 开关磁阻电动机系统开关磁阻电机驱动也是电动车的电动机之一。开关磁阻电动机所用的电机是开关磁阻电机，其中电机、转子位置传感器和控制器同时构成它的整体系统。开关磁阻电动机适合大速度的旋转，而且不需要经常维护和修理，运行费用很低，以及所拥有的双凸结构十分牢固，因此得到工业界广泛的认可和重视。开关磁阻电机最大的优点是因为开关池阻电动机的根本构架是含有位置传感器，不管是不是让电机一直大转矩工
39、作，开关磁阻电机他也也不会产生丢步，这是。而它的缺点就是电机是双凸结构，就会导致转矩脉动引起的振动以及噪声太大。4.2.4 永磁无刷电动机系统对于电动汽车而言，电动机是电动汽车的核心，电动机的波形有很多种，一种是方波以及正弦波，一方面永池驱动电动机可以依据波形，有两种信号，分为永磁交流电跟永磁直流电，还可以根据永磁电动机有没有安装装配电刷，换向器，滑环，它还有另外一个名字叫做永磁无刷驱动电动机。另一方面，可以根据输入信号，分为永磁同步电动机，以及无刷直流电动机两种类型，同步电动机直接接受的波形是正弦波，采用持续转子位置反应信号来进行变动。另外一种输入的信号，会进行使用交流方波，如果根据功率密度
40、来看，直流电机比同步电机要大的多，磁场跟电流也存在很大差异，更是要远远超过正弦波。电机输入的信号不同，波形不同，相应的磁场也会有很大变化。结 论 电动汽车的发展是以世界上有限的矿产资源为基础的。随着人口的增长，资源的消耗也越来越多，化石燃料的到来是不难想象的，当人们建立了一个长期的文明将被销毁，因为矿物污染。为了避免各种不利情况的发生，我们应该及早开始，以防止过度依赖石油，替代能源和燃料节约的方法和策略的发展。电动汽车控制系统的研究与开发进展，需要实现关键部件的突破。本文就电动汽车的研发做出了相应的设计希望能给科学研发者一些有价值的建议。本人在毕业设计中做了以下工作：（1）本人在经过查阅大量的
41、资料和指导老师指导下，了解到了纯电动汽车在驱动控制系统上存在一定的问题，想借此予以研究，给纯电动汽车驱动系统的设计提供有价值的建议，所以确定本文的研究对象。（2）通过查阅学校图书馆、互联网和期刊、著作和文章，加以整理和归纳相关文献，从中梳理出本文的相关信息，对其进行进一步设计分析，作为本文最基本的资料。（3）在指导老师的指导下详细分析了纯电动汽车控制系统的设计问题，逐层梳理，确定了设计方法，并且做出了各零部件的设计。参 考 文 献1 翟丽. 电动汽车驱动系统牵引电机及其控制技术J. 汽车电器,2003,(3):9-122 邹国棠 程明.电动汽车的新型驱动技术M.机械工业出版社，2010年5月3
42、 陈伯时.电力拖动系统运动控制系统第三版M.机械工业出版社，2010年1月4 日本电气学会 电动汽车驱动系统调查专门委员会.电动汽车最新技术M.机械工业出版社，2009年8月 5 王步来.电动汽车异步电机系统的开发策略J.微电机,2003,(3):36-386 王文森，李永东，王光辉等.基于PI自适应法的无速度传感器异步电动机矢量控制系统J电工技术学报，2002,(2): 1-6 7 史国生.交直流调速系统M.北京：北京工业出版社，2002年1月8 韩安太 刘峙飞 黄海.DSP控制原理及其在运动控制系统中的应用.北京：清华大学出版社，2003年10月9 陈清泉.现代电动汽车技术M.北京:北京理
43、工大学出版社,2002年10 徐国凯 赵秀春 苏航.电动汽车的驱动与控制M.北京：电子工业出版社，2010年6月11 吴加加.燃料电池汽车异步电机控制方法的研究C.北京12 J.Wang,Z.Y.Liu,H.Chen,R.Pei.Output feedback Control to Constrained Systems via Moving Horizon StategyJ自动化学报.2007,33（11）：1176-118113 C.W.Scherer,P.Gahinet,and M. Chilali.Multi-objective output-feedback control via
44、LMI optimizationJ.IEEE Trans.Automat.Contr.42:896-911,199714 S.Boyd,L.EI Ghaoui,E.Feron,and V.Balakishnan.Linear Mstrix Inequalities in Systems and Control TheoryM.SIAM,Philadelphia,1994致 谢经过一个多月的努力，我的毕业论文即将落幕，另一方面，也在意味着我的大学学习生涯即将结束，大学的生活丰富多彩，让我成长了，收获了很多，我很庆幸自己上了大学，让我对我自己有了一个更加清晰的认识，对于未来的职业生涯规划也有了明确
45、的方向，大学四年有过很多的遗憾，很多事情没有能够很好的去完成。但是在此同时，更令我欣慰的是，大学四年期间，我认识了很多的朋友，老师，有些东西值得我一辈子去珍惜，去呵护，这些友谊我不会往忘记，你们陪我走过很多的路，老师，您默默指导着我们前进的道路，让我明白了很多人生的道理。我的毕业论文设立，从最初的初稿到现在的论文答辩结束，是老师一次又一次，一遍又一遍的耐心给我讲解，给我不断指导，指出我的问题所在，整个论文的结束，老师真是功不可没，真的很感谢老师的辛苦付出。我从一开始的对论文一无所知，都不知道从哪里开始，甚至于有些基本的操作，我都不会，是老师对我的辛勤指导，才有了刚开始的初稿，老师怕是见到我都快烦了，可是您仍然很有耐心的跟我说，我的小问题，大问题，您都一一指出，经过一遍又一遍的改正，我的论文终于有了一定的模样，论文答辩的成功，整场中都浸透着老师的心血与努力，老师对我的负责，对我的谆谆教诲。老师给我了很多指导性的建议与提议，做事需要有一个严谨的态度，在处理数据方面自己要严谨起来，不可随意。真的，感谢老师对我的多次指导，要不然我的论文不会这么顺利的答辩结束。时光荏苒，大学四年的时光一晃就过去了，真的有些留念，舍不得离开，身边人给了我很多的帮助与指导，我很