-PAGE2-電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究1．畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)等主要內(nèi)容：新能源汽車是新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重大方向，《中國(guó)制造2025》重大戰(zhàn)略規(guī)劃將新能源汽車作為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一。“三電”系統(tǒng)（包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電控系統(tǒng)和動(dòng)力電池）是新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈中最重要的部件，其中電控系統(tǒng)是電動(dòng)汽車系統(tǒng)的核心之一并且直接關(guān)系到總體性能。研究高性能電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)是國(guó)家戰(zhàn)略層面的核心關(guān)鍵任務(wù)。本文選定內(nèi)嵌式永磁同步電機(jī)（IPMSM）為電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，在分析內(nèi)嵌式永磁同步電機(jī)的工作原理、數(shù)學(xué)模型，重點(diǎn)研究系統(tǒng)控制效率、輸出扭矩、適應(yīng)性、魯棒性等核心關(guān)鍵點(diǎn)，設(shè)計(jì)最大轉(zhuǎn)矩電流比（MTPA）控制策略。系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩部分組成。硬件系統(tǒng)采用數(shù)字信號(hào)控制器TMS320F28335及英飛凌高性能IGBT-ff150r12me4為核心部件，主要電路包括電源模塊、通信模塊、脈沖信號(hào)輸出模塊、正交編碼模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、IGBT驅(qū)動(dòng)模塊等。軟件系統(tǒng)主要由主程序與中斷程序組成，主程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的初始化與系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)置，中斷程序?qū)崿F(xiàn)矢量控制。最后，進(jìn)行系統(tǒng)仿真測(cè)試及綜合論證。重點(diǎn)及難點(diǎn)：重點(diǎn)：理解掌握相關(guān)電動(dòng)機(jī)知識(shí)，并選用相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，同時(shí)完成整個(gè)電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。介紹了永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與坐標(biāo)變換原理，對(duì)矢量控制的基礎(chǔ)原理及其控制策略予以詳細(xì)介紹，最后在仿真中實(shí)現(xiàn)MTPA矢量控制的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的搭建。系統(tǒng)硬件軟件的搭建。硬件系統(tǒng)包括系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)，控制器電路設(shè)計(jì)與驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)。然后在硬件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步編寫算法程序并實(shí)現(xiàn)。程序主要分為兩部分，主程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)配置，中斷程序完成矢量控制。難點(diǎn)：電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選用。系統(tǒng)硬件搭建及軟件主程序、中斷程序設(shè)計(jì)。2．準(zhǔn)備情況（查閱過的文獻(xiàn)資料及調(diào)研情況、現(xiàn)有設(shè)備、實(shí)驗(yàn)條件等）研究概況及發(fā)展趨勢(shì)新技術(shù)和新控制方法的不斷涌現(xiàn)推動(dòng)著永磁無刷直流電機(jī)的應(yīng)用和發(fā)展。永磁無刷直流電機(jī)的控制技術(shù)主要涉及電機(jī)學(xué)、電力電子技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)和控制理論等學(xué)科，因此，學(xué)科的交叉融合研究成為電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。新器件、新電子技術(shù)、新材料和新控制方法的出現(xiàn)都將進(jìn)一步推動(dòng)永磁無刷直流電機(jī)的研究和應(yīng)用，電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)必將朝著機(jī)電集成化和一體化、控制集成化和數(shù)字化、電機(jī)本體永磁化、電機(jī)功率和功率密度高效化的方向發(fā)展。（1）電機(jī)機(jī)電集成化和一體化的趨勢(shì)，目前全球汽車制造廠商都在向汽車電氣化方向轉(zhuǎn)型，在高性能電動(dòng)汽車中，電機(jī)、逆變器、控制器基本已經(jīng)融為一體，這使得電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的體積和重量不斷減小，同時(shí)也進(jìn)一步降低了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制造成本。（2）電機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)字化和智能化趨勢(shì)，目前電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的控制芯片多采用工業(yè)級(jí)芯片，不能完全保證汽車運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。隨著高性能高速微處理器的發(fā)展，現(xiàn)階段工業(yè)級(jí)的電機(jī)控制芯片將逐漸被電動(dòng)汽車專用的高性能高速汽車級(jí)電機(jī)控制芯片所替代。在該專用級(jí)高性能高速電動(dòng)汽車控制芯片上，復(fù)雜的控制理論和智能化的控制算法才能得以實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)的故障診斷精度與監(jiān)控能力也得到進(jìn)一步的加強(qiáng)。（3）電機(jī)功率和功率密度高效化的趨勢(shì)，隨著人們對(duì)電動(dòng)汽車動(dòng)力需求的不斷提高，電動(dòng)汽車的電機(jī)功率已經(jīng)從過去的幾千瓦提升到目前的幾十千瓦甚至幾百千瓦；人們對(duì)電動(dòng)汽車舒適性的要求越來越高，要求電動(dòng)汽車內(nèi)部空間更大，因此使得電機(jī)尺寸變得越來越小，功率密度越來越大；雙電機(jī)或多電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車具有良好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，是電動(dòng)汽車發(fā)展的重要方向。現(xiàn)有設(shè)備和實(shí)驗(yàn)條件個(gè)人計(jì)算機(jī)、MATLAB仿真軟件參考文獻(xiàn)[1]雷顯國(guó).電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法[J].科學(xué)大眾(科學(xué)教育),2020(06):198.[2]周蘇,許科榮,支雪磊.四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)/轉(zhuǎn)向電動(dòng)汽車的無線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].汽車技術(shù),2020(02):1-5.[3]王康.電動(dòng)物流車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及電機(jī)參數(shù)匹配研究[D].蘇州大學(xué),2019.[4]楊樹軍.微型電動(dòng)汽車分布式驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].河南科技大學(xué),2019.[5]張西.純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].江蘇科技信息,2018,35(32):47-49.[6]邱美涵,王曉琳,卞皓.基于AUTOSAR的電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].汽車工程,2018,40(06):659-665.[7]陳帥,張緒洋,李鵬鵬.輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)型電動(dòng)汽車電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].山東交通學(xué)院學(xué)報(bào),2018,26(02):9-17.[8]孫璐.增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)及控制策略研究[D].哈爾濱理工大學(xué),2018.[9]洪濡.分布式電驅(qū)動(dòng)汽車運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].西南交通大學(xué),2018.[10]陳立峰.電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J].科技風(fēng),2018(08):83-84.[11]李延勇.增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)及控制策略仿真研究[D].華南理工大學(xué),2017.[12]羅成.電動(dòng)汽車多盤式永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].華中科技大學(xué),2017.[13]雷江.基于電動(dòng)汽車的永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].北京工業(yè)大學(xué),2016.[14]李珍珍,楊勝兵.基于模型的電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系冷卻控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(信息與管理工程版),2015,37(04):417-421.[15]黃英,殷軍.基于DSP電動(dòng)汽車的異步電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)西部科技,2015,14(05):13-15.3、實(shí)施方案、進(jìn)度實(shí)施計(jì)劃及預(yù)期提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)資料實(shí)施方案本設(shè)計(jì)使用的是電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，擁有較為完善的測(cè)試條件。上位機(jī)實(shí)現(xiàn)測(cè)試過程中與控制器的通訊與數(shù)據(jù)采集，并在上位機(jī)MATLAB界面中顯示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，水冷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器的水循環(huán)散熱，有效散出IGBT工作過程中的大量熱量，外部?jī)x器設(shè)備采集實(shí)驗(yàn)過程中的電壓電流信號(hào)，便于實(shí)驗(yàn)的調(diào)試與數(shù)據(jù)獲取，通過三相調(diào)壓器、控制器、直流電源等實(shí)現(xiàn)功率電源匹配，電機(jī)對(duì)拖系統(tǒng)模仿電機(jī)的加載運(yùn)行過程，其中扭矩傳感器采集運(yùn)行過程的扭矩信號(hào)，通過大功率電阻有效實(shí)現(xiàn)負(fù)載的模擬與能量釋放，因此較為完善的外部平臺(tái)為實(shí)驗(yàn)提供了可靠的基礎(chǔ)。通過研究電動(dòng)汽車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究背景以及國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，并根據(jù)其系統(tǒng)特性需求，分析了永磁同步電機(jī)的控制策略，并闡述了課題的研究進(jìn)程與論文的整體架構(gòu)；根據(jù)永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與坐標(biāo)變換原理，對(duì)矢量控制的基礎(chǔ)原理及其控制策略予以詳細(xì)介紹，然后進(jìn)行系統(tǒng)硬件軟件的搭建。硬件系統(tǒng)包括系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)，控制器電路設(shè)計(jì)與驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)。程序主要分為兩部分，主程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)配置，中斷程序完成矢量控制的算法實(shí)現(xiàn)。最后仿真與硬件軟件平臺(tái)的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)調(diào)試，并通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比與參數(shù)自整定實(shí)驗(yàn)，有效地驗(yàn)證了所提方案的高效性與可靠性。指導(dǎo)教師意見指導(dǎo)教師（簽字）：2021年03月02日開題小組意見開題小組組長(zhǎng)（簽字）：2021年03月05日