电动汽车永磁同步电机安全控制策略的研究.pdf

摘 要 摘 要 电动汽车因其节能环保的优势受到了国内外的广泛关注，其安全可靠性也逐渐 成为电动汽车领域的研究热点。电机驱动系统作为整车动力系统的核心，它的安全 可靠性是电动汽车稳定运行的基础与前提。因此，能够准确、迅速的对电机驱动系 统实现故障检测并进行安全控制是提升电动汽车性能的有效途径。本文以永磁同步 电机的电机驱动系统作为研究对象，针对电流传感器和位置传感器故障诊断与安全 控制等问题进行研究分析。 针对电流传感器故障，对电流传感器的工作原理及故障进行概括分析。采取一 种基于坐标变换的方法进行电流传感器故障的诊断，并对故障问题进行定位检测。 为了应对电流传感器故障，研究了基于模型的电流重构方法用以解决电流传感器故 障后的安全控制问题。 针对位置传感器故障，通过搭建无损卡尔曼滤波的模型实现故障诊断。将位置 传感器故障安全控制策略分为高速区和低速区两种情况进行研究。高速区时，采取 基于锁相环的故障处理方法进行安全控制。低速区时，采取高频电流注入法对故障 进行处理。并在传统坐标系基础上建立新坐标系对两种安全控制策略进行优化。 最后，在驱动系统控制过程中加入新型趋近律的滑模控制，用来提升系统的鲁 棒性使得安全控制策略能够平稳实现。此外，以STM32 单片机为主控芯片，对硬件 进行模块化设计，软件部分应用时基架构进行设计。经软件仿真实验并结合测功机 测试。验证了该控制策略的可靠性，保障了电动汽车的安全。 关键词：永磁同步电机；磁场定向控制；传感器故障诊断；安全控制；滑模控制 I Abstract Abstract Electric vehicles have received widespread attention at home and abroad due to their energy saving and environmental protection advantages, and their safety and stability has gradually become a research focus in the field of electric vehicles. The motor drive system is the core of the vehicles power system. Its safety and reliability are the foundation and prerequisite for the stable operation of electric vehicles. Therefore, it is an effective way to improve the performance of electric vehicle by accurately and quickly realizing fault detection and safety control of the motor drive system. In this paper, the motor drive system of permanent magnet synchronous motor is taken as the research obj ect, and the problems of current sensor and position sensor fault diagnosis and safety control are analyzed. For current sensor faults, the working principle and fault of current sensor are analyzed. A method based on coordinate transformation is adopted to diagnose the fa