电动车辆驱动控制技术

德国精英大学研究生教材 对新工科教育极具借鉴作用 国内首次出版

本书基于慕尼黑工业大学电力电子与电力传动研究所编写的课程讲义，该讲义作为慕尼黑工业大学电气与信息工程学院硕士课程“电动车辆驱动控制技术”的教学材料。本书包含三大部分：引言、电力驱动基础知识和电力驱动强化知识。引言部分简要介绍了电动车辆相较内燃机车辆的明显优势，梳理了电动汽车工业发展的历史趋势，还包括课程研究主题以及参考文献推荐。电力驱动基础知识部分简要介绍了电力驱动所需的控制闭环基本知识，然后介绍了直流驱动和交流驱动。电力驱动强化知识部分讲述驱动控制在电动车辆领域的应用：首先讲述车辆作为被控系统的模型建立以及设计驱动控制器时需考虑到的扰动、约束和非线性等问题；然后介绍电动车辆常用到的两种不同类型电机（笼型异步电机和永磁同步电机）的控制方法；最后介绍了损耗最小化控制方法及无速度传感器控制方法相关热点问题。整体来说，本书作为课程教材并非让读者对较深的理论知识望而却步，而是力求通过深入浅出的表述，在不失必要理论深度的前提下引起读者的兴趣。本书的主要特点是使用了严格的公式推导，层层递进，并结合框图以及示意图等形式，力求使得读者对于驱动控制以及驱动控制在车辆领域的应用有深入的理解。本书的另一大特点是内容面广，涉及自动控制原理、电机学、电机控制技术、无速度传感器控制等基本理论知识，因此适用于电气工程相关专业的硕士研究生使用。

拉尔夫·肯内尔教授,拉尔夫·肯内尔教授担任德国慕尼黑工业大学W3一终身教席教授，电力电子与电力传动研究所所长，IET Fellow、IEEE高级会员。2017年，拉尔夫·肯内尔教授受聘为中科院海西研究院卢嘉锡客座研究员；2019年，受聘为山东大学兼职讲席教授。拉尔夫`肯内尔教授专注于无传感器控制和模型预测控制方法的前沿性创新研究30余年，是预测控制领域的世界很好专家。

前言
第一篇引言
第1章绪论
第2章电动汽车工业概述
2.1汽车工业开端
2.2电动汽车现状
2.3行业领先：特斯拉汽车公司
2.4实时新闻报道
第3章关于本书
3.1研究主题
3.2文献推荐
习题
第二篇电力驱动基础知识
第4章电力驱动
4.1控制闭环
4.2电力驱动系统组成
4.3解决控制任务的方法论
习题
第5章直流驱动
5.1直流电机结构
5.2直流电机模型
5.3直流电机类型
5.4变流器
5.5设计与运行
5.6直流电机系统理论描述
5.6.1电磁方程
5.6.2运动方程
5.6.3直流电机整体框图
5.7直流电机控制
5.7.1电流或转矩控制器
5.7.2速度控制器
5.7.3位置控制器
5.7.4磁链控制器
习题
第6章交流驱动
6.1交流电机结构
6.2变流器
6.3空间矢量-克拉克变换
6.4坐标系-帕克变换
6.5电磁关系
6.6系统方程
6.6.1电压微分方程
6.6.2转矩方程
6.6.3运动方程
6.7交流电机框图
6.8交流电机类型
6.9磁场定向控制基本思想-坐标变换
6.10笼型异步电机磁场定向控制
6.10.1k-坐标系下的转矩方程框图
6.10.2转子磁链动态方程与磁链角
6.10.3定子电流空间矢量动态方程
6.10.4k-坐标系下笼型异步电机完整框图
习题
第三篇电力驱动强化知识
第7章车辆作为被控对象
7.1电动车辆类型
7.1.1混合动力车辆拓扑结构
7.1.2电动车辆拓扑结构
7.2车辆动态模型
7.2.1运动方程
7.2.2斜坡分量
7.2.3空气阻力
7.2.4滚动阻力
7.2.5牵引力-无转差率
7.2.6牵引力-带转差率
7.3功率平衡
7.4驱动设计考虑因素
7.4.1电机和变流器的选择
7.4.2变速器
7.4.3弱磁的应用
7.4.4第一象限设计
习题
第8章扰动、限幅、非线性
8.1非理想传感器
8.2控制器限幅
8.2.1限幅实现
8.2.2积分饱卷
8.2.3抗积分饱卷
8.2.4抗积分饱卷PI控制器
8.3电阻温度相关性
8.4过载控制
8.4.1一维温度模型
8.4.2温度回差控制器
8.4.3温度PI控制器
8.4.4冷却器温度控制
8.5磁饱和
8.5.1非线性模型扩展
8.5.2影响与措施
习题
第9章各向同性电机扩展控制
9.1各向同性电机
9.2笼型异步电机边界条件
9.2.1转子电流边界条件
9.2.2定子电流边界条件
9.2.3转子电压边界条件
9.2.4定子电压边界条件
9.2.5转矩等高曲线
9.3笼型异步电机转矩调节方法
9.3.1恒定磁链控制
9.3.2优选转矩电流比控制
9.3.3优选电流控制
9.3.4优选转矩磁链比控制
9.4笼型异步电机转矩调节实现
9.4.1转矩调节的输入和输出
9.4.2满足电流边界条件
9.4.3满足电压边界条件
9.4.4电流q轴分量参考值
9.4.5电流d轴分量参考值
9.4.6转矩调节整体框图
9.4.7速度特性曲线
习题
第10章各向异性电机及其控制
10.1各向异性电机基波模型
10.1.1电阻
10.1.2磁通、磁链和电感
10.1.3转子坐标系下的简化
10.2永磁同步电机磁场定向控制
10.2.1建立数学模型
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