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  文章標(biāo)題:采用PWM復(fù)合控制的電動摩托車控制策略
回復(fù)文章
作者:vivan2254  發(fā)表時間:2010-5-12 13:15:51
 
采用pwm復(fù)合控制的電動摩托車控制策略
    何躍軍,劉桂英
(南昌航空學(xué)院測控系,江西  南昌  330034)
 
 
  摘  要:以實踐為基礎(chǔ),提出了一套適用于采用開關(guān)磁阻電動機(srd)的電動摩托車電動運行的控制策略,同時對在電動運行中,控制系數(shù)對系統(tǒng)的影響進行了仿真分析和優(yōu)化。實驗表明,本控制策略適宜電動摩托車,且達到了一個理想的效果。
  關(guān)鍵詞:開關(guān)磁阻電機;電動摩托車;控制
  中圖分類號:tm301,2    文獻標(biāo)識碼:a    文章編號:1001-6848(2000)04-0024-03
概  
    所論述的電動摩托車驅(qū)動電機采用的是開關(guān)磁阻電動機(srd),這種電機是70年代后期才逐步新興發(fā)展起來的一種新型電力驅(qū)動裝置,它的主要優(yōu)點為[1],電機結(jié)構(gòu)簡單、成本低、定子為集中繞組,轉(zhuǎn)子無繞組,因而適用于較高速t行駛;功率變換器不至于發(fā)生一般逆變器所謂的直通短路故障;可控參數(shù)多,開通角θ1、關(guān)斷角相電壓、相電流都可影響轉(zhuǎn)矩,調(diào)速性能好,能很方便地實現(xiàn)再生制動以及能量的回收,因而被專家列為電動車領(lǐng)域的一匹“黑馬”。
2  srd電動摩托車電壓斬波pwm控制工作原理
    對于不對稱半橋主電路(如圖1所示),經(jīng)推導(dǎo)可得:
  
  
    當(dāng)相電壓恒定時,電機呈串勵的機械特性。當(dāng)t恒定時,電機轉(zhuǎn)速與相電壓成正比。因此可以通過調(diào)節(jié)相電壓u,實現(xiàn)對srd的調(diào)速控制。但對應(yīng)某一寬廣的速域,如單純地采用pwm調(diào)壓調(diào)速控制,而使θ1、θ2固定則其局限性是顯然的。因為在某一速度下運行的sr電機,相同的轉(zhuǎn)矩,θ1、θ2和占空比可以有多種不同的組合,因而對應(yīng)有不同大小的電流有效值。如固定θ1、θ2而只調(diào)占空比的方法則無法做到在整個運行速域內(nèi)損耗最小,效率****。因此為提高效率和獲得較大的出力,電機的開通、關(guān)斷角也必須隨轉(zhuǎn)速的改變而變化。針對這一情況,本系統(tǒng)采用的pwm+優(yōu)化角度的復(fù)合控制策略,其具體過程為:將pwm斬波信號調(diào)制到主電踣的下開關(guān)管的觸發(fā)脈沖這中,通過調(diào)節(jié)pwm的占空比,控制相繞組的電壓,實現(xiàn)調(diào)壓調(diào)速。對于控制參數(shù),則通過數(shù)值仿真,以電機****出力為目標(biāo),兼顧效率的要求,針對不同的轉(zhuǎn)速,進行優(yōu)化,然后制成表格,存入單片機。單片機程序在執(zhí)行過程中,根據(jù)轉(zhuǎn)速區(qū)段分別查表調(diào)出經(jīng)過優(yōu)了的θ1、θ2值,這樣經(jīng)過優(yōu)化后的控制方案,提高了系統(tǒng)的效率,增加了電動摩托車的續(xù)駛里程,從而達到了優(yōu)化控制的目的。電機摩托車驅(qū)動系統(tǒng)總體構(gòu)成如圖2所示。
   
   3  srd電動摩托車pwm控制電動運行系統(tǒng)主電路的數(shù)學(xué)模型
    為了簡化,在建立本系統(tǒng)主電路的數(shù)學(xué)模型之前,先作如下假設(shè):
    (1)不計電源電壓的波動。
    (2)主開關(guān)元件的開通與關(guān)斷元過渡過程。
    (3)不考慮電機鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗。
    (4)電機各相對稱,不計相間互感。
    由此即可列寫出本系統(tǒng)主電路的數(shù)學(xué)模型。
    由于本系統(tǒng)主電路采用的形式為4相不對稱半橋結(jié)構(gòu)形式,其4相間相互獨立,故只須對一相進行分析即可。
    對于本系統(tǒng)采用的pwm調(diào)壓調(diào)速斬單管控制,其具有三種工作狀態(tài)。
    狀態(tài)1:如圖3所示,主開關(guān)管vl、v2導(dǎo)通,蓄電池經(jīng)主開關(guān)管v1和v2向相繞組提供電流,此時相繞組續(xù)流二極管關(guān)斷,并承受蓄電池的反壓。其相電流按圖3歷示路徑流動。 

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