永磁同步电机磁链环相环控制研究

摘要

随着燃料电池汽车在公共交通中的示范推广,故障诊断及容错控制成为提高系统可靠性和安全性的有效途径。论文针对燃料电池+动力蓄电池的电-电混合燃料电池轿车的驱动系统进行了基于模型解析冗余的故障诊断及容错控制算法研究。

燃料电池汽车用驱动电机取代了传统汽车发动机作为汽车动力源，燃料电池汽车动力驱动系统是一个硬实时、非线性复杂系统。燃料电池汽车驱动系统发生故障后，将直接威胁人的生命安全和公共交通秩序，其故障诊断及容错控制能力将直接决定整车安全性。论文侧着眼于驱动系统传感器故障诊断及其容错控制，电机驱动系统传感器主要包括转子位置传感器、相电流传感器、和直流电压传感器。

关键词　扩展卡尔曼滤波，锁相环，永磁同步电机

目录

摘要I

第1章 绪论3

1.1 论文研究的目的和意义3

1.2 燃料电池汽车驱动系统3

第2章传感器故障诊断及容错控制技术以及应用5

2.1故障诊断及容错控制概念5

2.2故障诊断技术分类5

2.3传感器冗余技术7

1.3 常见的传感器故障模型7

第2章  基于扩展Kalman滤波的燃料电池汽车驱动系统故障诊断及容错控制9

2.1非线性系统故障诊断的滤波方法9

2.2 Kalman滤波理论10

2.3基于EKF的PMSM状态观测器14

2.3.1  永磁同步电机α－β系状态观测器14

2.3.2  永磁同步电机状态观测器离散化模型15

3.3.3  基于EKF的PMSM观测器模型16

2.4  基于EKF的PMSM状态观测仿真17

2.4.1 电机旋转角度观测17

2.4.2  电流观测19

3.4.3  电机速度观测21

2.5基于EKF的驱动电机故障诊断及容错控制22

2.5.1 故障诊断残差模型22

3.5.2 电流传感器增益故障诊断23

3.5.3 电流传感器静态偏差故障诊断24

3.5.3 位置传感器故障容错控制26

第4章基于锁相环的燃料电池汽车驱动系统故障诊断及容错控制实践28

4.1引言28

4.2  基于TMS320F2808故障诊断及容错控制试验平台28

4.3  基于锁相环PMSM位置估计算法故障诊断及容错控制实践30

4.3.1基于锁相环的PMSM位置估计30

4.3.2  基于锁相环位置估计算法驱动系统故障诊断实践32

4.3.3  基于锁相环位置估计算法驱动系统容错控制实践34

5.4  本章小结35

第5章 结论37

参考文献38

致谢39