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电机驱动系统作为纯电动汽车的核心组成部分,其性能的好坏直接影响着汽车的行驶舒适性和安全性。我国对纯电动汽车的研发起步较晚,电机驱动器产业链尚不完善。当前纯电动汽车上普遍采用直流无刷电机驱动系统,该方案简单高效,但转矩脉动大、不能减速制动、刹车、定位,渐渐不适应纯电动汽车的发展需要。本文设计了一套完整的高精度纯电动汽车永磁同步电机伺服驱动系统。相比当前纯电动汽车广泛采用的无刷直流电机驱动系统,本方案优势如下:转矩恒定、汽车运行平稳、抖动和机械噪声小;对位置进行精确控制,极大减小超调引起停车倒车过程碰撞和刮擦;自身可减速制动,汽车的减速不完全依赖于驾驶员操作机械刹车;电机静止时,内部存在静止的磁场阻止转子运动,避免了上下坡停车时发生溜滑;强大的运算处理能力,自行完成运动控制、反馈修正、错误报警等处理;汽车运行在坑洼路面时,负载脉动变化,系统能够实时调整扭矩,增加乘车舒适性、降低失控风险;汽车搁到障碍物或者发生碰撞导致电机负载急剧变化时,系统可以控制电机做出对应的制动、刹车等处理。针对永磁同步电机的数学模型,通过Clarke和Park坐标变换,在d-q旋转坐标系下建立转矩控制模型,采用(28)0di的磁场定向矢量控制策略,建立了一套完整的具备转矩、转速、位置控制的三闭环伺服驱动系统,在此基础上搭建了MATLAB仿真模型,进行了仿真测试和结果分析。设计了一款以DSP和FPGA双核为运算核心的驱动器。DSP为控制核心,负责整体控制和事务管理;FPGA作为从控制器,完成电机矢量控制算法、空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法以及A/D采样控制电流等算法运算。增加了RS232和RS485通信功能,设计了CAN总线通信接口,适用于汽车领域中的信息交换。经MATLAB仿真实验和实验台架测试,该系统满足纯电动汽车电机驱动系统的设计要求,具有可靠的静态稳定性、良好的动态响应性、平顺的转矩输出特性。低负荷下转速控制精度±0.04%,位置控制精度±1Pulse。