【摘 要】
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随着世界能源危机和环境污染的不断加重,电动汽车凭借其零尾气排放,能耗低,能量利用率高的特点,受到了广泛的关注。电动汽车行驶过程中电池能量有限,行驶状况复杂,有很多的不
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随着世界能源危机和环境污染的不断加重,电动汽车凭借其零尾气排放,能耗低,能量利用率高的特点,受到了广泛的关注。电动汽车行驶过程中电池能量有限,行驶状况复杂,有很多的不确定性,所以对驱动电机性能的要求很高。永磁同步电机因具有功率密度大、效率高的特点成为电动汽车驱动电机的主要选择。但是永磁同步电机系统是一个复杂的、强耦合、非线性、时变的系统,这为电机的精确控制带来了很多的困难,研究先进的电机驱动控制方法成为提升电动汽车控制性能的关键。本文首先建立了电动汽车驱动系统模型,其中包括了电动汽车动力学模型、电动汽车的驱动电机—永磁同步电机的数学模型,为后面控制器的设计做好了铺垫。然后,考虑到电动汽车实际行驶过程中面临的情况复杂多变,采用传统双闭环PID控制驱动电机会导致系统出现速度跟踪精度不高,抗干扰能力不强等问题,本文提出了一种基于负载观测器的自适应反步滑模控制策略。将反步控制与非奇异终端滑模控制相结合的设计方法增加了速度跟踪的精确性、快速性和系统的鲁棒性,进而满足了电动汽车行驶的速度和转矩需求,提高了驾驶性能。针对电动汽车行驶过程道路负载频繁变化的情况,本文设计了滑模负载观测器,准确观测出了负载转矩的值,并将观测值动态补偿到控制器中,增强了电动汽车应对路况变化的适应能力。对于系统的其他未知扰动,本文采用自适应的方法对其上界进行估计,并证明了系统的稳定性。最后,本文用MATLAB/Simulink对新设计的控制器模型进行了搭建,并将设计好的电机控制器加入到汽车动力学模型当中,用标准循环工况对电动汽车进行测试,验证本文所设计的控制器的有效性。
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