客

第26卷　第4期

车技术与研究

Vol126　No14　2004

BUS　TECHNOLOGY　AND　RESEARCH

基于Matlab Simulink的电动汽车驱动系统

起动过程的模糊控制与仿真

冉振亚1,杨　超1,2,曹文明1,2

(11重庆大学机械工程学院,重庆　400044;21国家客车质量监督检验中心,重庆　400067)

摘　要:利用Matlab Simulink对电动汽车驱动用永磁同步电动机(PermanentMagnetSyn2

chronousMotor,PMSM)的驱动系统起动过程进行模糊控制并对其结果进行仿真。关键词:电动汽车;起动;模糊控制;仿真

Abstract:Thispaperresearchesthefuzzycontrolandsimulationofthestartingprocessforelectricalvehicletouse

()thePermanentMagnetSynchronousMotorPMSMbyuseofMatlab Simulink1

Keywords:Electricalvehicle;Startingsystem;Fuzzycontrol;Simulation

中图分类号:U469172　　　　文献标识码:A　　　　文章编号:100623331(2004)0420001203

　　为了保护人类赖以生存的环境,汽车的绿色技术成为当今的热门话题;

特别是当前石油资源面临枯竭,促使绿色汽车的开发成为世界汽车发展的主流。电动汽车是当今绿色汽车之一,系统(脏,动系统中,PM体积小、重量轻等优点,[1]。

对电动汽车进行计算机仿真学建模时,以PM,S[3]见式(1):

(ud-R1id+ΞLqiq)=

dtLd

(uq-R1iq-Ξ =f-ΞLdid)

dtLq

(Gf+=[T2-+Gi∞)]

dt5rΕmΓTiZ21.15=Ξ=vdt3.6r

2

(1)

1　电动汽车PMSM起动时的系统模型

为保证电动机在起动过程中具有尽可能高的转

矩密度、电磁转矩和稳定的转速,使电动汽车具有良好的起动性能,需要对电动机起步过程进行控制。电动汽车PMSM起动系统[2]模糊控制的结构图见图1。

图1　永磁同步电动机模糊控制系统框图

式中　ud、交轴电压;id、uq分别为直轴、iq分别为直轴、交轴电流;Ld、交轴电感;7f为永Lq分别为直轴、

磁磁链;Ξ为角速度;p为电动机极对数;Η为转子磁极轴线与定子相绕组轴线的夹角。112　机械系统的状态方程

转子运动方程即为机械系统的状态方程[3]

(2)=ΞpΗ

pΞ=

(Me-ML-R8)

Jp0

由图1可见,PMSM驱动系统的起动控制过程

为:以电动汽车行驶时所要求的电动机转速n′与电动机的实际转速n之间的偏差e以及偏差变化率e′作为系统的输入变量,并将偏差e以及偏差变化率传输给模糊控制器,由模糊控制器计算出电动机e′

控制量U传输给电动机,实现电动机的起动控制。111　永磁同步电动机的数学模型

多输出、强耦合、非线性PMSM是一个多输入、

的系统。具有转矩密度大、调速性能高、动态性能好等特点,在高性能的调速系统中得到了广泛应用。在

(3)

式中　p0——电机极对数;J——电机转动部分的转

动惯量;R8——电机的机械阻尼系数;ML——机械负载转矩;Me——电磁转矩,Me=p0(7diq-7qid)。113　基于Simulink的PMSM的仿真模型

机电系统的状态方程由电磁系统的状态方程和

(2)和(3)构机械系统的状态方程所组成,即式(1)、

成PMSM完整的状态空间数学模型。利用这些方程式,就可以对PMSM的起动过程进行仿真计算。在Matlab的图形仿真环境Simulink下,创建PMSM

作者简介:冉振亚(1949-),男,重庆大学副教授;从事汽车绿色技术及天然气汽车技术的开发工作。