车用驱动电机分布参数建模方法及其应用

适读人群 ：从事电机控制、电机故障研究领域的科研人员，处理电机故障的相关技术人员，以及汽车专业的学生。 1.奠定车用电机宽频化的控制理论基础 2.运用分布参数模型准确描述实际电机工作状态 3.用于开发高精度电机控制的前期算法 4.利用磁链残差或电流残差检测电机故障 本书针对车用电机设计中存在的磁场谐波和饱和非线性建模问题，提出了所谓的“分布参数”建模方法。该方法选取转子同步坐标系下的电流幅值和相位、转子空间电角度等为广义坐标，将有限元分析得到的磁共能进行重构，进而推导出磁链、转矩和电压方程。与常见的基于电感的“集中参数”模型相比，“分布参数”模型的建模与参数提取同步完成，且能本征地描述磁场的谐波和饱和现象，从而可以给出基于统一参数的转矩纹波和电压谐波的解析表达式。本书内容可作为基于精确模型的车用电机控制、诊断相关工作的理论基础和模型参考，供汽车专业学生和科研人员阅读。

第 1章 绪论001 1．1 概述 002 1．2 永磁同步电机建模方法分类 007 1．3 本书的体系结构和使用方法 015 第 2章 车用PMSM集中参数模型及参数提取 018 2．1 内嵌式PMSM物理模型 019 2．2 定子坐标系下磁链和电压矢量方程 021 2．3 同步坐标系下磁链和电压矢量方程 027 2．4 磁共能和转矩模型 033 2．5 基于PMSM有限元电磁场数值仿真及集中参数提取 038 2．6 本章小结 046 第3章 基于磁链重构的车用PMSM分布参数建模 047 3．1 空间分布坐标和磁链重构基本方法 048 3．2 对磁链重构基本方法的改进 052 3．3 基于磁链重构的PMSM分布参数模型 059 3．4 基于磁链重构的分布参数模型有限元对比验证 063 3．5 本章小结 078 第4章 基于重构磁共能的永磁同步电机分布参数建模 079 4．1 磁共能重构的基本方法 081 4．2 基于磁共能重构的PMSM分布参数模型 087 4．3 基于磁共能重构的PMSM分布参数模型与FEA结果对比 093 4．4 基于PMSM分布参数模型的离线仿真系统及其验证 107 4．5 直流无刷电机分布参数模型 119 4．6 本章小结 130 第5章 基于分布参数模型的车用驱动电机转矩脉动抑制 132 5．1 永磁同步电机转矩脉动抑制研究进展 133 5．2 基于分布参数模型的转矩 基波电流分配策略 140 5．3 主动转矩脉动抑制的谐波电流选取方法及其验证 147 5．4 谐波电压与电流耦合模型及谐波电流控制方法 162 5．5 基于分布参数模型的直流无刷电机转矩脉动抑制 182 5．6 本章小结 189 第6章 基于分布参数模型的车用驱动电机故障诊断探索 191 6．1 基于模型的驱动电机故障诊断研究概述 192 6．2 典型电机故障工况下系统模型分析 195 6．3 基于电流冗余变量的故障检测 197 6．4 基于磁链冗余变量的故障检测 200 6．5 故障检测算法实现 205 6．6 基于残差信号特征的故障辨识 207 6．7 电机故障诊断算法性能分析 216 6．8 本章小结 219 附录 220 附录A PMSM样机的相关电机参数 221 附录B BLDC的相关参数及六步换向法简介 225 附录C 测试验证用电机台架 231 附录D 分布参数建模Matlab文件 233 参考文献 246

钟再敏，博士毕业于北京理工大学，现就职于同济大学汽车学院，教授，博士生导师，兼任上海市汽车工程学会理事等社会职务。主要研究领域为新能源汽车动力系统和车用电驱动技术，近年来的主要研究方向为车用机电复合传动和车用电机宽频驱动控制技术等，发表SCI EI检索论文30余篇。主持国家自然科学基金面上项目2项，主持或参与国家863、科技支撑和国际合作项目10余项。作为主要完成人获“国家科学技术进步二等奖”和“上海市科技进步一等奖”各1项。

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