论文部分内容阅读
EPS助力系统就其本质是扭矩伺服系统,对助力电机的控制要求为响应
快、扭矩波动小。目前已经开发出的EPS多采用直流电机助力,其换向所带来
的转矩动波动较大,限制了EPS性能的加发挥。永磁同步电机(PMSM)以其
高转矩惯量比、低转矩脉动而越来越成为高精度伺服系统的首选。本文即采用
永磁同步电机作为EPS助力电机,通过对其控制策略的研究充分发挥它的优
点,作为开发高性能的EPS系统的基础。
本文主要从控制算法、PWM驱动技术、逆变器死区补偿等方向研究了永
磁同步电机的控制策略。首先在Matlab/Simulink中建立了永磁同步电机转矩伺
服系统的仿真模型,以理论推导和实验调试结合的方式是实现了PID控制,接
着提出了一种二自由度控制器的设计方法,仿真结果表明在其在目标跟随和扰
动及噪声抑制方面都能达到较好的性能。在PWM驱动技术的研究中,为了充
分利用车载蓄电池母线电压,本文在深入了解目前的研究热点空间矢量PWM
和插入三次谐波的PWM算法的基础上,作了简化算法的研究,使其更适合在
数字式控制系统中的应用,这两种算法均在仿真模型和硬件上得到了实现。在
逆变器死区补偿的研究中,在不改动控制器硬件的前提下,选用了电流反馈补
偿法,针对传统电流反馈补偿法电流过零点检测难度大导致不精确的缺点,采
用了改进型的补偿方法,通过坐标变换得到电流的空间矢量角度,以此作为电
流过零点的判断依据,实验结果证明了其有效性。最后,针对特定工况需要,
即电机运转在基速以上时,由于端电压受逆变器母线电压的限制,会导致PI
调节器调节能力下降,提出了适合数字式永磁同步电机控制系统的弱磁控制方
案。
关键词:永磁同步电机,PID控制,二自由度控制,空间矢量,死区补偿