新能源汽车永磁同步电机测试台系统架构分析(附件)【字数：15285】
摘 要由于世界工业技术的快速发展，制造业对于规模化生产的需求变高，性能的稳定、工作的快速与运转的效率已经成为工业制造设备技术发展的必然趋势，作为工业设备控制系统的核心，伺服机构已经成为控制领域的热点研究方向。作为伺服机构的成员之一，无刷永磁同步兼具了永磁同步点击与交流伺服的优点，正在慢慢的成为伺服系统的最佳控制对象。永磁同步电动机除了拥有良好的启动性能以外，还具有调速特性，永磁同步电机的特点是启动转矩大，能够在较宽的范围内实现平滑、经济地调速，且转速控制容易，调速后可提高其效率。论文将要设计的永磁同步电动机调速系统，是利用永磁同步电机转动时产生的速度上的偏差e以及转动时de除以dt（速度的偏差变化率），把它作为输入的变量，再使用MATLAB/SIMULINK模块进行较为精确的仿真之后，得到完善的仿真模型，这样的话系统就会根据自身的情况自动调节永磁同步电机的转动速度，以便于较好的让它控制在一定的转速范围内。本论文需要比较传统经典的PI控制调速系统和模糊PI控制调速系统分别进行了详细的仿真模拟实验得出的实验结果，由仿真的实验数据通过比对分析可以得出模糊PI控制调速系统相比较传统经典的PI控制调速系统除了其响应的速度更加迅速以外，模糊PI控制调速系统受外界的制约比较小，从仿真模拟的结果来看有着良好的作用。
目 录
第一章 绪论1
1.1电机测试台研究的目的和意义1
1.2电机测试台现有的状况和水平1
1.3 电机测试台系统的构成及主要测试方法2
1.4 电机测试台研究的主要内容2
第二章 电机测试台整体设计及要求3
2.1 电机测试台的硬件的设计及要求3
2.2 电机测试台的软件的设计及要求8
第三章 电机测试台系统的初步调试与实验11
3.1电机测试台电路单元试验11
3.2电机测试台励磁电源电路试验12
3.3电机测试台系统试验13
第四章 电机测试台整体控制调速的方法18
4.1建立电机测试台制系统的数学模型18
4.2 电机测试台经典PI控制调速原理21
4.3 电机测试台模糊PI控制调速原理22
第五章 MATL *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
AB建模与仿真设计24
5.1 MATLAB软件介绍24
5.2控制系统的仿真模型24
结束语29
致 谢30
参考文献31
附录33
第一章 绪论
1.1 电机测试台研究的目的和意义
随着我国高等学校试验器材不断完善，电机试验教学设备的不断发展也显得尤为重要。在原来的高校实验室中，电机试验很大程度上要用到大型的工业电机机组，对于学生做实验造成很大的困扰，虽然大型机组在试验中更加贴近于真实的工业生产，但是会给试验过程带来特别多的麻烦，主要包括以下几点，首先机组特别大，搬动非常麻烦，一定程度上还会导致学生受伤，其次，其操作过程十分繁琐和复杂，需要记下大量的操作过程，如果中间有疏忽，会导致整个实验的失败。所以为了高校能拥有更加节能高校的电机测试台以便于更好的进行试验，必须要引入小功率的电机测试台，其中以永磁同步电机最为突出
现今随着新能源汽车的逐渐走进人们的生活，人们对于新能源汽车的要求也原来越高，所以伴随着新能源汽车的不断发展，电机测试台也要符合新能源汽车快速发展的需求，从发展需求来看，永磁同步电机测试台的发展最为符合新能源汽车开发的要求，本论文致力于研究永磁同步电机测试台的相关特性，把握其优缺点，使其更好地服务于新能源汽车。
1.2电机测试台现有的状况和水平
新能源汽车电机测试台的研究是现如今各个高校和高科技公司的主要研究对象，从本质上来讲，电机测试台的发展也是科学技术不断进步的一个重要里程碑。在1982年之前，国内电机测试台主要还是以大型工业电机组为基础，开发和研制主要集中在一些重工业地区，例如哈工大等高校中，因为普通的学校没有巨大的财力和精力在复杂的电机测试台上做出相关的研究工作。虽然国外已经有相对先进的测试台，不仅引进的价格比较昂贵，其本来的成本也是比较高的，而且国外的数据参数与国内的实际使用数据参数的差异性比较大，所以研究我国自己的电机测试台系统就成为了一项重要的任务。现在我国的电机测试台不仅能有效地为学生提供更加良好的试验环境，而且在实际运用中也是更加的广泛与简便，从而间接地推动了新能源汽车的发展，其中又以永磁同步电机测试台最为简便，相对于其他测试台系统更加的安全可靠。
1.3 电机测试台系统的构成及主要测试方法
电机测试台按照运行时的所吸收功率的转换方式主要包括两种测功机，一种是吸收功率型测功机，另外一种是传递功率型测功机。按照细节细节来讲，吸收功率型测功机又包括水力测功机，涡流测功机，磁粉测功机和磁滞测功机。而传递功率型测功机又分为直流电力测功机，同步电力测功机，交流异步电力测功机和永磁电力测功机，对比以上各种测功机的性能可以得到，一个好的电机测试台的关键在于能否选择好一个适合在不同环境不同功率下的电机系统，这是十分重要的一步。
电机测试台主要是针对各类试验所要求的电机进行转矩，转速以及抗干扰性能的测试，通俗的来讲就是电机工作特性的试验。在现在的条件下，主要是采用涡轮测功机作为常态的加载器，通过实验台导轨与被测实验电机进行同轴相连，这样就组成了一个比较经典的电力拖动系统。在电机试验过程中，通常采用以下方法来取得电机的机械特性，包括了稳态测试和动态测试。稳态测试是给被测试电机逐渐增加负载，测量每个负载下的稳态参数，然后再逐个点描绘出被测试电机的曲线特性图。这种方法的有点是测量最大转矩时的精度比较高。动态测试主要是给被测电机连续加载，将转矩，转速传感器输出的转矩，转速信号进行处理，放大后输入计算机进行处理，可以直接绘制出转矩以及转速的特性曲线图。使用这种方法的优点是测试比较简便，所需的时间比较少。在高校的教学实验中，这两种方法都应该使用，主要是为了区分不同的方法具体有哪些优点。另外一个原因是实验注重的是过程，可以让我们在做实验的同时充分的去体会到两种不同方法所带来的不同影响，以便于以后再实际生活中灵活运用。
1.4 电机测试台研究的主要内容
在调查了解了国内生厂商生产电机的情况之后，在现有的实际电机选择和生产使用中遇到的问题进行进一步的了解和解决，进行比较良好的改进，构建新的符合生产要求的电机测试台。对电机测试台转速，转矩等进行细节化，数字化处理，使之更加精确，本电机主要是基于MATLAB系统针对于新能源汽车永磁同步电机测试台系统架构分析主要的有以下几方面的内容。第一个就是电机测试台框架的建立，主要包括电机测试台工作原理的分析，系统的整体组成以及结构，各种机械的准备，择优选择的原则，在此基础上最终确定一个能在原来平台上使用的电机测试台系统。第二个就是如何搭建永磁同步电机测试台系统的两种方案。第三个就是测试台控制调速的方法，最后是重点关于永磁同步电机测试台的建模与仿真设计。
目 录
第一章 绪论1
1.1电机测试台研究的目的和意义1
1.2电机测试台现有的状况和水平1
1.3 电机测试台系统的构成及主要测试方法2
1.4 电机测试台研究的主要内容2
第二章 电机测试台整体设计及要求3
2.1 电机测试台的硬件的设计及要求3
2.2 电机测试台的软件的设计及要求8
第三章 电机测试台系统的初步调试与实验11
3.1电机测试台电路单元试验11
3.2电机测试台励磁电源电路试验12
3.3电机测试台系统试验13
第四章 电机测试台整体控制调速的方法18
4.1建立电机测试台制系统的数学模型18
4.2 电机测试台经典PI控制调速原理21
4.3 电机测试台模糊PI控制调速原理22
第五章 MATL *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
AB建模与仿真设计24
5.1 MATLAB软件介绍24
5.2控制系统的仿真模型24
结束语29
致 谢30
参考文献31
附录33
第一章 绪论
1.1 电机测试台研究的目的和意义
随着我国高等学校试验器材不断完善，电机试验教学设备的不断发展也显得尤为重要。在原来的高校实验室中，电机试验很大程度上要用到大型的工业电机机组，对于学生做实验造成很大的困扰，虽然大型机组在试验中更加贴近于真实的工业生产，但是会给试验过程带来特别多的麻烦，主要包括以下几点，首先机组特别大，搬动非常麻烦，一定程度上还会导致学生受伤，其次，其操作过程十分繁琐和复杂，需要记下大量的操作过程，如果中间有疏忽，会导致整个实验的失败。所以为了高校能拥有更加节能高校的电机测试台以便于更好的进行试验，必须要引入小功率的电机测试台，其中以永磁同步电机最为突出
现今随着新能源汽车的逐渐走进人们的生活，人们对于新能源汽车的要求也原来越高，所以伴随着新能源汽车的不断发展，电机测试台也要符合新能源汽车快速发展的需求，从发展需求来看，永磁同步电机测试台的发展最为符合新能源汽车开发的要求，本论文致力于研究永磁同步电机测试台的相关特性，把握其优缺点，使其更好地服务于新能源汽车。
1.2电机测试台现有的状况和水平
新能源汽车电机测试台的研究是现如今各个高校和高科技公司的主要研究对象，从本质上来讲，电机测试台的发展也是科学技术不断进步的一个重要里程碑。在1982年之前，国内电机测试台主要还是以大型工业电机组为基础，开发和研制主要集中在一些重工业地区，例如哈工大等高校中，因为普通的学校没有巨大的财力和精力在复杂的电机测试台上做出相关的研究工作。虽然国外已经有相对先进的测试台，不仅引进的价格比较昂贵，其本来的成本也是比较高的，而且国外的数据参数与国内的实际使用数据参数的差异性比较大，所以研究我国自己的电机测试台系统就成为了一项重要的任务。现在我国的电机测试台不仅能有效地为学生提供更加良好的试验环境，而且在实际运用中也是更加的广泛与简便，从而间接地推动了新能源汽车的发展，其中又以永磁同步电机测试台最为简便，相对于其他测试台系统更加的安全可靠。
1.3 电机测试台系统的构成及主要测试方法
电机测试台按照运行时的所吸收功率的转换方式主要包括两种测功机，一种是吸收功率型测功机，另外一种是传递功率型测功机。按照细节细节来讲，吸收功率型测功机又包括水力测功机，涡流测功机，磁粉测功机和磁滞测功机。而传递功率型测功机又分为直流电力测功机，同步电力测功机，交流异步电力测功机和永磁电力测功机，对比以上各种测功机的性能可以得到，一个好的电机测试台的关键在于能否选择好一个适合在不同环境不同功率下的电机系统，这是十分重要的一步。
电机测试台主要是针对各类试验所要求的电机进行转矩，转速以及抗干扰性能的测试，通俗的来讲就是电机工作特性的试验。在现在的条件下，主要是采用涡轮测功机作为常态的加载器，通过实验台导轨与被测实验电机进行同轴相连，这样就组成了一个比较经典的电力拖动系统。在电机试验过程中，通常采用以下方法来取得电机的机械特性，包括了稳态测试和动态测试。稳态测试是给被测试电机逐渐增加负载，测量每个负载下的稳态参数，然后再逐个点描绘出被测试电机的曲线特性图。这种方法的有点是测量最大转矩时的精度比较高。动态测试主要是给被测电机连续加载，将转矩，转速传感器输出的转矩，转速信号进行处理，放大后输入计算机进行处理，可以直接绘制出转矩以及转速的特性曲线图。使用这种方法的优点是测试比较简便，所需的时间比较少。在高校的教学实验中，这两种方法都应该使用，主要是为了区分不同的方法具体有哪些优点。另外一个原因是实验注重的是过程，可以让我们在做实验的同时充分的去体会到两种不同方法所带来的不同影响，以便于以后再实际生活中灵活运用。
1.4 电机测试台研究的主要内容
在调查了解了国内生厂商生产电机的情况之后，在现有的实际电机选择和生产使用中遇到的问题进行进一步的了解和解决，进行比较良好的改进，构建新的符合生产要求的电机测试台。对电机测试台转速，转矩等进行细节化，数字化处理，使之更加精确，本电机主要是基于MATLAB系统针对于新能源汽车永磁同步电机测试台系统架构分析主要的有以下几方面的内容。第一个就是电机测试台框架的建立，主要包括电机测试台工作原理的分析，系统的整体组成以及结构，各种机械的准备，择优选择的原则，在此基础上最终确定一个能在原来平台上使用的电机测试台系统。第二个就是如何搭建永磁同步电机测试台系统的两种方案。第三个就是测试台控制调速的方法，最后是重点关于永磁同步电机测试台的建模与仿真设计。
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