III
湖 南 大 学 学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的 法律后果由本人承担。
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IIΒιβλιοθήκη 士学位论文designed. It includes that the motor braking and mechanical braking are rationally allocated. At last the recycling system is optimized by using the fuzzy controlling method. The embed system µC/OS-II is introduced; the transplant in the DSP2407 is finished. After the previous work is finished, all the task design is finished. At the end, the software testing in the hardware in loop method is finished. Key Words: Direct Torque Control ；DSP2407 ；IPM ；Fuzzy control ；Embed System
I
纯电动汽车交流异步电机及整车总成控制器的开发技术研究
Abstract
The EV uses the Electric energy as the power and has the advantage of no emission. The application of EV will have a good prospect in the future. The controlling technology of driving motor is core of EV power system. It is one of the new technologies by using direct torque controlling method to control the AC motor in which is used in the EV. AC motor driving system is taken as the research object. The direct torque controlling method is applied in the EV AC motor driving system. The AC motor controller and EV controller are integrated into one in order to reduce the cost and improve the reliability. The character of all of the EV AC motor driving system is analyzed and the direct torque controlling method is compared with others according to the EV requirements. The current and future development of AC motor controlling technology and the theory construction and algorithm by using the space voltage vector method are discussed. The working theory of the AC motor are analyzed and set up the model of AC motor with controlling system. The model of AC motor direct torque controlling according to the foundation of previous analysis are realized. Introduce the critical parameter of magnetic linkage controlling and its realization method. The model to observe magnetic linkage and torque are used in order to obtain the perfect closed loop controlling effect. At last The AC motor direct torque controlling model are set up and the simulation are done and the expected result are reached. The vehicle model is set up according to the vehicle force formual. At last simiulation of two models are finished. The CAN bus in the EV and the protocol of CAN communication are designed. The American TI company’s DSP TMS320LF2407 is selected as the controller. The whole circuit can be divided into two parts. One part is the core circuit which uses the TMS320LF2407. The other one use the IMP to drive the high voltage section. The whole circuit can complete sampling the position of shift 、 sampling the position of the pedal 、 output controlling variables and communication part and so on. The recycling energy strategy is introduced. The importance of recycling energy is discussed especially in the city situation. It can decrease the lose of mechanical braking system and use the energy again through recycling the energy in the braking process. The character of the recycling is analyzed and the plan of recycling is
湖南大学 硕士学位论文 纯电动汽车交流异步电机及整车总成控制器的开发技术研究 姓名：李志强 申请学位级别：硕士 专业：车辆工程 指导教师：钟勇 20070420
硕士学位论文
摘 要
电动汽车以电能为能源，具有零排放无污染的突出优点，开发前景十分广阔。 驱动电机及其控制系统是电动汽车动力系统中的核心部分。电动汽车用交流电机 的直接转矩控制是电机高性能交流变频调速的新技术之一。 本论文以电动汽车用交流电机驱动系统为研究对象，将直接转矩控制思想运 用于电动汽车驱动系统。为了降低成本并且提高整个系统的可靠性，将电动汽车 电机控制器和整车控制器集成到一起即电机及整车总成控制器。 根据电动汽车所要达到的性能指标，分析了电动汽车驱动系统的特点，对各 种驱动电机进行了比较。讨论了交流调速技术的发展和现状，采用空间电压矢量 方法分析了直接转矩控制的基本原理结构及其算法。 详细分析了交流异步电机系统的工作原理， 建立了交流异步电机及其控制系统 的数学模型；然后在此基础之上分析了交流异步电机直接转矩控制的实现方法，介 绍了直接转矩控制系统的关键参量—定子磁链空间矢量的控制方式及其实现办法。 并为获得良好的控制效果形成闭环控制系统，引入了磁链与转矩观测模型。最后建 立了异步电机直接转矩控制系统模型并成功地进行了整个模型的仿真且得到了期 望的结果。根据整车动力学原理，建立了整车动力学模型，最后完成了电机模型和 整车动力学模型的联合仿真。 设计了基于 CAN 总线的电动汽车整车网络，并制订了整车 CAN 总线通讯协议。主 控芯片选用美国 TI 公司生产的面向电机控制的 DSP芯片 TMS320LF2407。整个硬件系 统是以 TMS320LF2407 型 DSP 为核心的弱电电路和以 IPM 模块为主的强电电路所组成。 设计完成了档位检测模块、踏板位置检测模块、输出控制模块和通讯模块等。 介绍了再生制动的概念，讨论了再生制动的重要性，尤其是在城市工况下， 通过对频繁制动过程中制动能量的回收，既减少了机械摩擦制动系统的损耗，又 实现了能量的重新利用。分析了再生制动的特性，设计了实现再生制动的方案， 包括如何进行电制动和机械制动的合理分配。最后采用了模糊逻辑控制理论来优 化制动能量回收策略。 介 绍 了 嵌 入 式 操 作 系 统 μ C/OS-II ， 完 成 了 嵌 入 式 操 作 系 统 μ C/OS-II 在 DSP2407 上的移植。在完成上面的工作后，进行了基于嵌入式操作系统μ C/OS-II 平台上的任务的制定。最后完成软、硬件离线方式下的测试。 关键词 :直接转矩控制； DSP2407 ； IPM ；模糊控制；嵌入式操作系统