沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)專業(yè)學(xué)位研究生專業(yè)實(shí)踐報(bào)告書(shū)

1、沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)專業(yè)學(xué)位研究生專業(yè)實(shí)踐報(bào)告書(shū)學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)領(lǐng)域名稱電氣工程校內(nèi)導(dǎo)師企業(yè)導(dǎo)師研究方1可實(shí)踐基地名稱實(shí)踐起止時(shí)間2016年9月到2016年12月實(shí)踐報(bào)告題目電動(dòng)汽車用永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)報(bào)告正文（見(jiàn)附頁(yè)）企業(yè)導(dǎo)師評(píng)語(yǔ)及成績(jī)?cè)u(píng)定成績(jī)?cè)u(píng)定：企業(yè)導(dǎo)師簽名：年 月 日校內(nèi)導(dǎo)師評(píng)語(yǔ)及成績(jī)?cè)u(píng)定成績(jī)?cè)u(píng)定：校內(nèi)導(dǎo)師簽名:專業(yè)實(shí)踐 綜合成績(jī)一、實(shí)習(xí)目的與任務(wù)1 .通過(guò)實(shí)習(xí)，親身感受實(shí)踐與理論知識(shí)的異同，思考并探索理論與實(shí)際結(jié)合點(diǎn)， 不斷探索、不斷創(chuàng)新，并最終將實(shí)踐進(jìn)一步升華成理論，做到理論指導(dǎo)實(shí)踐，實(shí)踐充實(shí)理論。2 .通過(guò)實(shí)習(xí)，全面認(rèn)知將來(lái)所從事行業(yè)、崗位需要具備什么才能，什么養(yǎng)的職業(yè)崗位符合自己

2、的興趣。如果符合，自己將從哪幾方面努力；如不符合，分析原因，是否可以通過(guò)實(shí)踐改變，慢慢培養(yǎng)興趣，如實(shí)在失之甚遠(yuǎn)，可以通過(guò)此次實(shí)踐收獲其他方面的所得。3 .通過(guò)實(shí)訓(xùn)，提高解決問(wèn)題的能力，較全面、綜合地了解企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程和關(guān)鍵技術(shù)；了解企業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備和產(chǎn)品等相關(guān)知識(shí)；了解企業(yè)文化，培養(yǎng)獨(dú)立辦事和團(tuán)體協(xié)作的能力，做到二者的辯證統(tǒng)一，以便適應(yīng)今后工作的需要。4 .通過(guò)實(shí)踐，對(duì)電機(jī)控制系統(tǒng)及核心控制算法有一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，為以后的研究學(xué)習(xí)工作打下良好的基礎(chǔ)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了專業(yè)知識(shí)，同時(shí)也對(duì)新能源及汽車行業(yè)也有了更為全面的認(rèn)識(shí)，對(duì)我以后職業(yè)發(fā)展道路有很大的幫助，科研水平和實(shí)踐能力都有了很大的進(jìn)步。5 .積累一定

3、的工作經(jīng)驗(yàn)和社會(huì)經(jīng)驗(yàn)，在職業(yè)道德、職業(yè)素質(zhì)、勞動(dòng)觀念、工作能力等方面都要有明顯的提高，逐步掌握從學(xué)生到員工的角色轉(zhuǎn)換，為畢業(yè)后的就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)，提高就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。二、實(shí)習(xí)主要內(nèi)容據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)道分析，到2030 年，全球汽車總量將達(dá)到20 億輛，甚至更多。汽車工業(yè)的飛速發(fā)展使得全球汽車總量迅速增長(zhǎng)，如此龐大的汽車數(shù)量，大氣的自凈化能力已經(jīng)不能完全化解汽車排放的尾氣毒素，導(dǎo)致全球環(huán)境污染趨于更加嚴(yán)重化，因此，減少化石能源污染，遏制二氧化碳過(guò)度排放，緩解氣候變暖，營(yíng)造一個(gè)低碳、環(huán)保、舒適的生存環(huán)境將是整個(gè)人類社會(huì)未來(lái)20 年甚至是長(zhǎng)期努力的方向， 尋求一種可持續(xù)發(fā)展的綠色交通工具成為了當(dāng)前迫在眉睫的任

4、務(wù)。新能源汽車按照動(dòng)力能源可以分為：混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（HEV） 、燃料電池電動(dòng)汽車（ FCEV） 、純電動(dòng)汽車（BEV） ?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車采用的是電機(jī)和燃油內(nèi)燃機(jī)共同驅(qū)動(dòng)的方式，雖然運(yùn)行效率比傳統(tǒng)汽車高，但沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)零排放，而且其成本價(jià)格較高、維護(hù)復(fù)雜；燃料電池電動(dòng)汽車基本可以實(shí)現(xiàn)零排放，但其燃料電池的生命周期短，氫氣燃料的制造、輸送安全等問(wèn)題都限制了該種電動(dòng)汽車的產(chǎn) 業(yè)化進(jìn)程；純電動(dòng)汽車具有高的能量轉(zhuǎn)換率和運(yùn)行效率，不僅清潔無(wú)污染、低噪聲，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于維護(hù)，是未來(lái)近幾十年內(nèi)最具發(fā)展?jié)摿Φ钠囍?。?動(dòng)汽車的關(guān)鍵問(wèn)題是一次充電續(xù)駛里程，目前在車載蓄電池技術(shù)未能突破的條件 下，電動(dòng)汽

5、車的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車基本性能和解決這一關(guān)鍵問(wèn)題的重 要因素。這要求電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有盡可能高的轉(zhuǎn)矩密度、良好的轉(zhuǎn)矩控制能力、較高的運(yùn)行可靠性及在整個(gè)電動(dòng)汽車調(diào)速范圍內(nèi)具有盡可能高的效率。對(duì)于電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器來(lái)說(shuō)，三個(gè)汽車動(dòng)力性能標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵技術(shù)就是如何有效地實(shí)現(xiàn) 低速大轉(zhuǎn)矩和高速弱磁功能，而且保證電動(dòng)汽車的穩(wěn)定可靠運(yùn)行的前提是要設(shè)計(jì) 盡可能全面的故障保護(hù)策略。因此，開(kāi)發(fā)具有全面保護(hù)功能的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器有 很重要的工程實(shí)踐和指導(dǎo)意義。目前，國(guó)外對(duì)電動(dòng)汽車整車控制器的研究經(jīng)驗(yàn)積累充足，在技術(shù)方面較為成熟，產(chǎn)品性能穩(wěn)定性好。如美國(guó)雪佛蘭、通用、福特及 ZAP Electric Vehicl

6、es汽 車公司；日本的豐田、本田、日立、三菱及日產(chǎn)汽車公司；德國(guó)的戴姆勒一奔馳、 RWE能源及寶馬汽車公司；法國(guó)的雷諾、標(biāo)致、雪鐵龍汽車公司；意大利的菲 亞特公司；挪威的Think Global等，在研制電動(dòng)汽車的技術(shù)上，處于世界領(lǐng)先水 平。國(guó)內(nèi)的奇瑞汽車公司、比亞迪股份有限公司、湖南南車時(shí)代電動(dòng)汽車股份有 限公司、中國(guó)汽車工程研究院股份有限公司、 眾泰股份有限公司及中國(guó)科學(xué)院深 圳先進(jìn)技術(shù)研究院、中科清華電動(dòng)汽車研究院、北京理工大學(xué)、天津大學(xué)等在電動(dòng)汽車研制方面取得了一定成就，已經(jīng)應(yīng)用到樣車及小批量產(chǎn)品上。就純電動(dòng)汽車而言，國(guó)外在四輪驅(qū)動(dòng)等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的純電動(dòng)汽車中用整車控制器，對(duì)于單臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)

7、動(dòng)的純電動(dòng)汽車，通常用電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制器代替整車控制器來(lái)控制電 動(dòng)汽車。我國(guó)在電動(dòng)汽車科技發(fā)展 十二五”專項(xiàng)規(guī)劃中明確規(guī)定了電驅(qū)系 統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)如表2.1所示。表2.1電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)轎車電機(jī)功率密度kw/kg-2.4-1.8控制器功率密度 kw/kg_4.0-4.0最局效率 94%最局效率 93%驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率效率之80%的區(qū)域不但孑效率280%的區(qū)域不低70%65%在變頻器驅(qū)動(dòng)的車用永磁同步電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中， 蓄電池供給電動(dòng)機(jī)的端電壓值有限，在基速以上需要減弱磁場(chǎng)才能增速，因不可能直接減弱永磁體產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子 磁場(chǎng)，所以利用直軸電樞反應(yīng)來(lái)減弱電動(dòng)機(jī)的氣隙磁場(chǎng)，基于以上的基本思想， 目前，

8、國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出的弱磁控制實(shí)現(xiàn)方案主要有以下幾種：（1）六步電壓法；（2）電流調(diào)節(jié)器法；（3）自適應(yīng)弱磁算法；（4）直接轉(zhuǎn)矩弱磁算法；（5）改進(jìn) 電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)各種弱磁控制方法，主要解決的問(wèn)題如下：避免電流調(diào)節(jié)器在任何工 況下飽和；電動(dòng)機(jī)能否實(shí)現(xiàn)工作模式間的平滑、 穩(wěn)定過(guò)渡；對(duì)逆變器直流側(cè)電壓 的最大利用情況；控制方法是否受電動(dòng)機(jī)參數(shù)的影響；高速時(shí)dq軸參量交叉耦合；針對(duì)這些問(wèn)題，如何在實(shí)際系統(tǒng)中更好的解決永磁同步電動(dòng)機(jī)的弱磁問(wèn)題， 還需要進(jìn)一步深入的分析和研究。在未知轉(zhuǎn)子初始位置的情況下，直接啟動(dòng)永磁同步電機(jī)有可能會(huì)出現(xiàn)不期望 的現(xiàn)象，使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)紊亂，無(wú)法完成電機(jī)控制的其它一系列算法， 因此必須知

9、道 轉(zhuǎn)子在任意時(shí)刻的確定位置。目前，在工程中，用旋轉(zhuǎn)變壓器法進(jìn)行初始位置檢 測(cè)，可靠性得到很大提高，可以抵抗惡劣環(huán)境，在高速下，并能將位置信號(hào)以絕 對(duì)值信號(hào)輸出，但是在永磁同步電機(jī)應(yīng)用中，工裝方法效率低，精度不高。2.1 永磁同步電機(jī)弱磁控制策略分析基于永磁同步電動(dòng)機(jī)頻域模型，通過(guò)積分調(diào)節(jié)器，讓電壓指令跟電壓限制值 同時(shí)控制勵(lì)磁電流id,在電壓飽和的狀態(tài)下，仍然可以提高電機(jī)的運(yùn)行速度，這種方法可以直接改變勵(lì)磁電流id,整定目標(biāo)直觀明確，參數(shù)物理意義明確，結(jié)合 工程實(shí)踐，控制過(guò)程簡(jiǎn)單，成本低，易實(shí)現(xiàn)，同時(shí)可以解決電機(jī)弱磁運(yùn)行時(shí)，隨 負(fù)載增大易產(chǎn)生的速度響應(yīng)動(dòng)態(tài)過(guò)程電流震蕩，速度穩(wěn)態(tài)誤差和穩(wěn)態(tài)時(shí)速

10、度波動(dòng) 變大的問(wèn)題?，F(xiàn)分析如下：2.1.1 弱磁積分調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)當(dāng)加在電機(jī)上的電壓限制到最大值， 即電壓達(dá)到飽和狀態(tài)，讓電壓指令和輸 出電壓限制值同時(shí)控制勵(lì)磁電流id ,提高電機(jī)的運(yùn)行速度。弱磁控制系統(tǒng)框圖如 圖2.1所示。受逆變器輸出電壓的限制，永磁同步電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，電壓矢量幅 值為： 222.2Vm =Vd +Vq WVlim（2.1）在不計(jì)鐵心飽和及鐵耗、三相電流對(duì)稱、轉(zhuǎn)子無(wú)阻尼繞組時(shí)，高速運(yùn)行時(shí)忽 略電阻壓降，可得到dq坐標(biāo)系下永磁同步電機(jī)的電壓方程：(2.2)Vd =一WLqiqVq =_Wi(Ldid +5 )(2.3)基于式(2.2)和式(2.3)構(gòu)成的弱磁控制系統(tǒng)框圖，如圖

11、2.2所示。電機(jī) 輸出電壓限制值Vm_limit與電機(jī)實(shí)際輸出電壓Vm之差經(jīng)過(guò)積分調(diào)節(jié)器，結(jié)果作為輸出的弱磁電流指令I(lǐng)d”參考電壓方程，乘以WiLq,再加上反電動(dòng)勢(shì)的和即為q軸電壓Vq。輸出電壓限制值+Vm limit積分調(diào)節(jié)器勵(lì)磁電流指令I(lǐng) dKI _FWS電壓指令Vm圖2.1弱磁控制系統(tǒng)框圖圖2.2弱磁控制系統(tǒng)框圖積分調(diào)節(jié)器圖2.3弱磁控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)框圖基于圖2.2,將從Vm_iimit到Vm的整體視為傳遞函數(shù)G(S),如圖2.3所示，得到：G(S)=K I-FWSVm*(Ld Wi) ()VqdKI-FWVm 1-，(LdW1)()SVq11SVm Ki_fw *(LdW1) *()

12、Vq(2.4)如果希望的傳遞函數(shù)為：1G(S)-(2.5)1SWB -FW比較式(2.4)與式(2.5),定義頻:Vm (2.6)W B -FW =Ki FW *(LdWl) ()一Vq綜上可知，積分增益Ki-fw為:WB _FWK I - FW -干V m(LdWi) )Vq1LdWiVq ，WB FWVm 一(2.7)2.1.2 弱磁控制程序設(shè)計(jì)原理基于式（2.7）,在電機(jī)弱磁運(yùn)行時(shí)，根據(jù)電機(jī)參數(shù)，改變速度Wi和頻帶Wb-fw ,可以更新弱磁積分增益，通過(guò)偏差計(jì)算，可以改變輸出弱磁控制電流Id*。弱磁控制系統(tǒng)原理框圖如圖2.4所示。根據(jù)弱磁控制系統(tǒng)的原理圖，進(jìn)行建模仿真， 電機(jī)各項(xiàng)參數(shù)給定

13、，設(shè)置參數(shù)，可得到轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速，dq軸電流和電壓，功率的波形，得到預(yù)期的結(jié)果。圖2.4弱磁控制系統(tǒng)原理圖2.2 永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置的精確檢測(cè)在實(shí)習(xí)過(guò)程中，提出了一種轉(zhuǎn)子初始位置的精確檢測(cè)方法， 此方法能運(yùn)行在 更高的轉(zhuǎn)速下，并能將位置信號(hào)以絕對(duì)值信號(hào)輸出，成本低，可靠性高，抗干擾 能力強(qiáng)，可以提高初始位置檢測(cè)的精度，克服了傳統(tǒng)初始位置檢測(cè)效率低，精度 不足的問(wèn)題?，F(xiàn)分析如下：2.2.1 四步對(duì)稱法檢測(cè)轉(zhuǎn)子初始位置在靜止的正交a- 0坐標(biāo)系下，如圖2.5所示，電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置檢測(cè)旋轉(zhuǎn)變 換矢量圖。對(duì)“軸和0軸方向進(jìn)行電流控制：第一次給定1a軸正向電流進(jìn)行控制， 電流矢量持續(xù)時(shí)間為T(mén)1,電機(jī)旋

14、轉(zhuǎn)至0度或者180度的位置；然后給定口軸正 向電流進(jìn)行控制，電流矢量持續(xù)時(shí)間為 T2,電機(jī)沿著方向轉(zhuǎn)動(dòng)（對(duì)應(yīng) 0度） 或者方向旋轉(zhuǎn)（對(duì)應(yīng)180度）；第二次給定口軸正向電流進(jìn)行控制，電流矢量 持續(xù)時(shí)間為T(mén)3,電機(jī)沿著方向轉(zhuǎn)動(dòng)，旋變A相電流矢量和轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶?干f的 夾角為也,即對(duì)應(yīng)于采用口軸正向電流矢量獲得的趨向支軸的轉(zhuǎn)子初始位置；然 后給定軸負(fù)向電流進(jìn)行控制，電流矢量持續(xù)時(shí)間為 T4,電機(jī)沿著方向移動(dòng)； 第三次給定口軸正向電流進(jìn)行控制，電流矢量持續(xù)時(shí)間為T(mén)5,電機(jī)沿著方向轉(zhuǎn)動(dòng)，旋變A相電流矢量和轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶?中的夾角為與,即對(duì)應(yīng)于采用。軸負(fù) 向電流矢量獲得的趨向軸的轉(zhuǎn)子初始位置；最后對(duì)這兩個(gè)位

15、置進(jìn)行數(shù)學(xué)處理并 取平均值，從而完成一次轉(zhuǎn)子初始位置的自動(dòng)檢測(cè)。圖2.5檢測(cè)轉(zhuǎn)子初始位置旋轉(zhuǎn)變換矢量圖2.2.2 初始位置軟件設(shè)計(jì)原理在初始位置檢測(cè)過(guò)程中，采用時(shí)間基值來(lái)判斷不同矢量給定。當(dāng)T T1時(shí),第一次給定a軸正方向電流，使轉(zhuǎn)子磁鏈轉(zhuǎn)向a軸正方向；當(dāng)T T1+T2時(shí)， 給定P軸正方向電流，使轉(zhuǎn)子磁鏈轉(zhuǎn)向P軸正方向；當(dāng)T T1+T2+T3時(shí)，第二 次給定口軸正方向電流，使轉(zhuǎn)子磁鏈轉(zhuǎn)向口軸正方向，此時(shí)讀取轉(zhuǎn)子位置絕對(duì)值 Resolver_Temp1;當(dāng)T T1+T2+T3+T4時(shí)，給定P軸負(fù)方向電流，使轉(zhuǎn)子磁鏈轉(zhuǎn) 向P軸負(fù)方向；當(dāng)T T1+T2+T3+T4+T5時(shí)，第三次給定口軸正方向電流，

16、使轉(zhuǎn)子磁鏈轉(zhuǎn)向a軸正方向，此時(shí)讀取轉(zhuǎn)子位置絕對(duì)值Resolver_Temp2分別對(duì)讀取的結(jié)果Resolver_Temp1和Resolver_Temp2進(jìn)行處理，并將處理后的結(jié)果取平均 值，最后得到電機(jī)轉(zhuǎn)子始位置。2.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證電機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)微處理器的要求很高，需要主控芯片具有超強(qiáng)的實(shí)時(shí)處理功 能和數(shù)字信號(hào)處理功能，同時(shí)要有強(qiáng)大的計(jì)算能力和多用的外設(shè)功能，TC1782芯片屬于TriCore系列汽車級(jí)芯片，具有功耗低、速度快、性價(jià)比高等特點(diǎn)。它 的精簡(jiǎn)指令集計(jì)算（RISC）處理器架構(gòu)以較低的系統(tǒng)成本實(shí)現(xiàn)了高計(jì)算帶寬； 數(shù)字信號(hào)處理（DSP）操作和尋址模式提供了強(qiáng)大的計(jì)算能力，能有效分析真實(shí) 世界

17、中的各種復(fù)雜信號(hào)；片上存儲(chǔ)器和外設(shè)的優(yōu)化設(shè)計(jì)科支持要求極其苛刻的高 帶寬實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)的各種任務(wù)，因此，選用了英飛凌公司的32位高性能微處理 芯片 TC1782 。本次實(shí)習(xí)中，通過(guò)搭建了電動(dòng)汽車實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)系統(tǒng)控制算法進(jìn)行編程與調(diào)試。主控芯片為英飛凌公司的 32位高性能微處理器TriCore1782,使用了 ADC 模塊、中斷處理、PWM調(diào)制、CAN通訊等片內(nèi)外設(shè)模塊，基于 Tasking編程環(huán) 境，通過(guò)德國(guó)PLS公司的在線調(diào)試UDE仿真器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)調(diào)試和數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，觀察 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。最后電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器裝車進(jìn)行了電動(dòng)汽車懸架和路面實(shí)驗(yàn)。2.3.1 軟件程序架構(gòu)設(shè)計(jì)控制器軟件程序架構(gòu)采用分層結(jié)構(gòu)域模塊

18、化的設(shè)計(jì)思路，根據(jù)結(jié)構(gòu)可以分為底層驅(qū)動(dòng)部分、中間層部分和應(yīng)用層部分。底層驅(qū)動(dòng)部分主要為系統(tǒng)與硬件資源 相關(guān)配置；中間層部分是一些基本的庫(kù)函數(shù)，包括正余弦查表、坐標(biāo)變換、數(shù)據(jù) 標(biāo)定等；應(yīng)用層部分主要包括整車控制單元、 故障檢測(cè)單元和電機(jī)控制單元，通 過(guò)邏輯控制算法的編寫(xiě)實(shí)現(xiàn)整個(gè)電動(dòng)汽車系統(tǒng)的功能。如圖2.6所示為T(mén)asking編程環(huán)境界面，代碼使用C語(yǔ)言進(jìn)行編寫(xiě)，實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：（1）系統(tǒng)初始化配置； （2）系統(tǒng)輸入值的更新與檢測(cè)；（3）系統(tǒng)故障的響應(yīng)動(dòng)彳管及故障存儲(chǔ)；（4） 系統(tǒng)雙閉環(huán)電機(jī)控制算法；（5）系統(tǒng)與整車控制器的實(shí)時(shí)通訊。系統(tǒng)上電后先進(jìn)行初始化程序，初始化程序主要完成以下內(nèi)容，包括：

19、（1） 完成TC1782系統(tǒng)時(shí)鐘、PWM模塊、CAN模塊、ADC采集模塊、IO輸入輸出 模塊的初始化配置；（2）系統(tǒng)更新模塊中標(biāo)定參數(shù)配置；（3）故障檢測(cè)模塊中閾值參數(shù)配置；（4）電機(jī)控制模塊中電機(jī)參數(shù)、控制器參數(shù)配置；（5）中斷系 統(tǒng)配置及使能功能。在初始化程序執(zhí)行結(jié)束后，系統(tǒng)進(jìn)入主循環(huán)運(yùn)行，等待中斷事件的觸發(fā)。系統(tǒng)中斷包括PWM發(fā)生中斷、外部中斷、串行中斷、CAN通訊中 斷、ADC采樣中斷等服務(wù)子程序，ADC采樣中斷服務(wù)子程序是本系統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng) 控制器算法實(shí)現(xiàn)的重要環(huán)節(jié)。應(yīng)用層程序架構(gòu)設(shè)計(jì)采用前后臺(tái)處理機(jī)制，系統(tǒng)后 臺(tái)設(shè)定每10KHz產(chǎn)生一次ADC中斷進(jìn)行系統(tǒng)更新、故障檢測(cè)、電機(jī)控制等工作，

20、 中斷執(zhí)行完之后返回主函數(shù)前臺(tái)進(jìn)行整車控制、CAN通訊等工作。 TASKING CK-小.岫地審丁匚舉鳴，WI葡IM - TASNJ VXdC間陽(yáng)的寸噸如。制口林口汨，1R 由 Edit Sdufct Hefjctor畫(huà) 加 考 *iruh Run Project Window Help,0 都囹電寓國(guó)，* 于日,函舸甘-CJe21年。B TAJSKlNMj Cf. C3聞！我 中 星日C*仁國(guó)時(shí)ig睢w 口,_l. H )辛 OutiE W、e 已* 1 n f bHair (IliwCoiu e_1 s):尸ROM*kS AEyMatDriPCMaj.1；1 1 s) $1 main(卜球

21、“C”切始化# V.CANJDe nckide-5acplEiJ.t (J j* V-CANJDJ0 點(diǎn)印“吊蛻劑蛤化# V.CANJDJ會(huì)CCPIflllE Syf;鼻 V CAN ID F二. M門(mén)車聒附始化# V.CANJD.T&卯Iaj.t_car (Get_Car() J Jc-l APPJwjcHair (ZDbeCcuT Is Car_TDrqie_te!rt_wxz : boolM iPPJir.hChee X：_ f a we r () $ IrMctaFfrMacsiTi ： mid國(guó) MairLU formatFCANCkJicharl : void國(guó) raiBinJi/

22、*, Fort_TCAhiluKhurl; void歸 Dabisgfar (i-O 3K1I&J 1-H-) * Fort_V_LAN_3|udiar*| 2 Maid吁Dmc ForrcV_CAN_2udiar*j: void& HAL FrftMt_V_CAN(uclMiO ；火1卻us= ChicFM_F(Ycidl): bool國(guó) cs4tfM Chk_Pore4 dayg remairingAsyMatDr_TC-157D2i AC 1800： IriflJ4 山丫由AfvMoWi TC-15703-*in：pc-WritsbieSmart d 1: 1圖2.6 Tasking編程

23、環(huán)境界面2.3.2 系統(tǒng)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)新能源汽車電驅(qū)動(dòng)綜合試驗(yàn)系統(tǒng)是全新的智能化試驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)以計(jì)算機(jī) 及精密測(cè)量?jī)x器為核心，采用了當(dāng)前最先進(jìn)虛擬儀器技術(shù)， 把計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù) 計(jì)算處理能力和儀器硬件的測(cè)量、控制能力結(jié)合在一起，并通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù) 的顯示、控制、存儲(chǔ)以及分析處理，使系統(tǒng)功能遠(yuǎn)超一般儀器的簡(jiǎn)單組合。系統(tǒng) 通過(guò)對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，處理后顯示計(jì)算結(jié)果，測(cè)試精度高，全中文界面顯示，操作簡(jiǎn)單明了。該試驗(yàn)系統(tǒng)由50Hz 380V三相四線制電網(wǎng)供電，配電容量150KVA。主要由一臺(tái)額定容量125KVA隔離變壓器，輸出電壓200V500V 200A的連續(xù)可調(diào)直流 電源，一臺(tái)額定功率90kW,

24、額定轉(zhuǎn)速3600rpm,最高轉(zhuǎn)速9000rpm交流測(cè)功機(jī)及其控制器系統(tǒng)組成，可提供200V500V的直流供被試電機(jī)控制器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，工控操作臺(tái)實(shí)物圖及實(shí)驗(yàn)調(diào)試界面如圖2.7所示圖2.7工況操作臺(tái)及實(shí)驗(yàn)調(diào)試界面圖2.8電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為了測(cè)試電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的性能，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上進(jìn)行了以下幾個(gè)方面實(shí)驗(yàn)， 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)如圖2.8所示。臺(tái)架上的實(shí)驗(yàn)主要包括：空載實(shí)驗(yàn)、負(fù)載實(shí)驗(yàn)、溫升實(shí) 驗(yàn)、MAP實(shí)驗(yàn)、T-N曲線實(shí)驗(yàn)等等，實(shí)驗(yàn)調(diào)試過(guò)程中使用的是德國(guó)PLS公司的UDE 在線調(diào)試工具，該工具可以對(duì)電機(jī)控制環(huán)節(jié)中的任意值進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，并進(jìn)行數(shù)據(jù)保存或繪制曲線，這一功能對(duì)于電機(jī)控制調(diào)試可以直觀的觀察電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)

25、的 趨勢(shì)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)分析和調(diào)試有著至關(guān)重要的作用。2.3.3 整車實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上進(jìn)行了空載實(shí)驗(yàn)、負(fù)載實(shí)驗(yàn)等大量的測(cè)試，驗(yàn)證了電機(jī)控制系 統(tǒng)靜態(tài)性能的穩(wěn)定性，不僅如此，電動(dòng)汽車更注重的系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能， 要有良好 的加速性能，同時(shí)在電動(dòng)汽車行駛過(guò)程中要保證系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性，因此，將電機(jī)控制器安裝到電動(dòng)汽車上來(lái)進(jìn)行整車實(shí)驗(yàn)。如圖2.9為電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器實(shí)物圖圖2.9電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器實(shí)物圖電動(dòng)汽車的整車路面實(shí)驗(yàn)，需要測(cè)試電動(dòng)汽車的爬坡性能、加速性能、高速 持續(xù)性能、駕駛舒適度、整車邏輯控制等方面內(nèi)容，對(duì)電動(dòng)汽車及電機(jī)控制器的 關(guān)鍵信息進(jìn)行觀察，在電動(dòng)汽車儀表盤(pán)上可以顯示當(dāng)前電池電壓、電池電量、母線電流

26、、汽車時(shí)速、檔位信號(hào)、故障信號(hào)等關(guān)鍵信息，可以更方便進(jìn)行觀察實(shí)驗(yàn) 數(shù)據(jù)與調(diào)試。在電動(dòng)汽車實(shí)際路面測(cè)試之前，首先進(jìn)行了懸架實(shí)驗(yàn)，主要包括了猛踩油門(mén) 測(cè)試、斷主電測(cè)試、急剎車測(cè)試三個(gè)方面，目的是為了驗(yàn)證電動(dòng)汽車最高車速限 制功能、緊急情況斷電對(duì)系統(tǒng)的影響、急剎車對(duì)控制器沖擊的影響等三方面內(nèi)容。 在實(shí)驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)和懸架實(shí)驗(yàn)后，該電動(dòng)汽車又進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的路面實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 驗(yàn)證了電動(dòng)汽車的爬坡性能、加速性能、高速性能和整車功能邏輯。2.4 總結(jié)本文基于英飛凌公司的32位高性能微處理芯片TC1782開(kāi)發(fā)出了一套峰值功 率為60kW、峰值轉(zhuǎn)速為7500 r/min、峰值轉(zhuǎn)矩為170N.m的電動(dòng)汽車用電機(jī)驅(qū)動(dòng)

27、控制系統(tǒng)，主要對(duì)電動(dòng)汽車用永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的關(guān)鍵性技術(shù)做了深入分 析，歸納起來(lái)本文取得的主要結(jié)論如下：(1)以永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，通過(guò) Matlab/Simulink軟件搭建了矢 量控制系統(tǒng)仿真模型，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究，確定了實(shí)際控制器的部分關(guān)鍵參 數(shù)，為實(shí)際電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)試提供了依據(jù)和指導(dǎo)。(2)對(duì)電動(dòng)汽車用永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的關(guān)鍵性技術(shù)做了深入分析，重點(diǎn)分析了永磁同步電動(dòng)機(jī)弱磁控制策略，轉(zhuǎn)子初始位置的精確檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了基于32位高性能微處理芯片TC1782開(kāi)發(fā)出了一套峰值功率為60kW、峰值轉(zhuǎn)速為7500 r/ min、峰值轉(zhuǎn)矩為170N?m的電動(dòng)汽車用電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系