基于雙閉環PI控制的電動車橋驅動控制系統建模與仿真

俞傳陽，常可娟，鄭 泉*，袁 劍

(1.安徽農業大學 工學院，安徽 合肥 230036；2.安徽安凱福田曙光車橋有限公司，安徽 合肥 230051； 3.合肥美橋傳動系統及底盤有限責任公司，安徽 合肥 230000)

隨著人類對環境和能源保護意識的增強，電動汽車需求量越來越大。電動車橋作為電動汽車的重要總成部件，直接影響著電動汽車的控制性能。目前針對電動車橋的研究主要集中在電驅動系統、驅動電機和傳動部件參數匹配以及驅動控制策略的開發研究方面。文獻[1]研究了電動汽車驅動電機和傳動系統的參數匹配問題，得出在城市行駛的汽車車速經常處于30～50 km/h，采用固定比的傳動系是可行的，可以減少車重，增加行駛里程；文獻[2]研究了驅動電機與前驅動橋的耦合振動問題；文獻[3]以FreescaleS12為中央芯片對電動客車驅動控制系統進行了研究與開發。

本文以電動車橋的核心驅動部件——永磁無刷直流電機(Magnet Brushless DC motor,BLDC)為研究對象，采用雙閉環PI控制策略，在Matlab/Simulink中構建以BLDC為核心的驅動控制仿真系統并進行仿真研究；以STM8S105S4為中央處理器搭建硬件控制系統，并進行相關實驗。

1 永磁無刷直流驅動電機的數學模型

1.1 驅動電機的端電壓方程

BLDC所產生的理想反電動勢為梯形波，用坐標轉換的方法進行分析十分困難。在建立模型時可利用其本身的相變量構建電機數學模型，分析時可以假設驅動電機三相繞組在空間上完全對稱，忽略渦流和磁滯損耗的影響，且電機的磁場不飽和；三相繞組不設有中線并采用行星連接。……