前言

第一篇引言1

第1章绪论3

第2章电动汽车工业概述5

2.1汽车工业开端5

2.2电动汽车现状6

2.3行业领先:特斯拉汽车公司9

2.4实时新闻报道11

第3章关于本书14

3.1研究主题14

3.2文献推荐14

习题15

第二篇电力驱动基础知识17

第4章电力驱动19

4.1控制闭环19

4.2电力驱动系统组成19

4.3解决控制任务的方法论20

习题21

第5章直流驱动22

5.1直流电机结构22

5.2直流电机模型23

5.3直流电机类型24

5.4变流器25

5.5设计与运行27

5.6直流电机系统理论描述28

5.6.1电磁方程28

5.6.2运动方程28

5.6.3直流电机整体框图29

5.7直流电机控制30

5.7.1电流或转矩控制器30

5.7.2速度控制器31

5.7.3位置控制器33

5.7.4磁链控制器34

习题35

第6章交流驱动37

6.1交流电机结构37

6.2变流器38

6.3空间矢量-克拉克变换39

6.4坐标系-帕克变换42

6.5电磁关系43

6.6系统方程46

6.6.1电压微分方程46

6.6.2转矩方程47

6.6.3运动方程48

6.7交流电机框图48

6.8交流电机类型52

6.9磁场定向控制基本思想-坐标变换52

6.10笼型异步电机磁场定向控制54

6.10.1k-坐标系下的转矩方程框图55

6.10.2转子磁链动态方程与磁链角56

6.10.3定子电流空间矢量动态方程58

6.10.4k-坐标系下笼型异步电机完整框图59

习题61

第三篇电力驱动强化知识63

第7章车辆作为被控对象65

7.1电动车辆类型65

7.1.1混合动力车辆拓扑结构65

7.1.2电动车辆拓扑结构66

7.2车辆动态模型68

7.2.1运动方程68

7.2.2斜坡分量68

7.2.3空气阻力69

7.2.4滚动阻力69

7.2.5牵引力-无转差率70

7.2.6牵引力-带转差率73

7.3功率平衡75

7.4驱动设计考虑因素75

7.4.1电机和变流器的选择75

7.4.2变速器75

7.4.3弱磁的应用76

7.4.4第一象限设计77

习题78

第8章扰动、限幅、非线性81

8.1非理想传感器81

8.2控制器限幅82

8.2.1限幅实现82

8.2.2积分饱卷82

8.2.3抗积分饱卷84

8.2.4抗积分饱卷PI控制器84

8.3电阻温度相关性85

8.4过载控制86

8.4.1一维温度模型86

8.4.2温度回差控制器88

8.4.3温度PI控制器89

8.4.4冷却器温度控制89

8.5磁饱和89

8.5.1非线性模型扩展89

8.5.2影响与措施90

习题91

第9章各向同性电机扩展控制92

9.1各向同性电机92

9.2笼型异步电机边界条件92

9.2.1转子电流边界条件93

9.2.2定子电流边界条件93

9.2.3转子电压边界条件94

9.2.4定子电压边界条件94

9.2.5转矩等高曲线95

9.3笼型异步电机转矩调节方法96

9.3.1恒定磁链控制96

9.3.2最大转矩电流比控制97

9.3.3最大电流控制98

9.3.4最大转矩磁链比控制99

9.4笼型异步电机转矩调节实现101

9.4.1转矩调节的输入和输出101

9.4.2满足电流边界条件102

9.4.3满足电压边界条件102

9.4.4电流q轴分量参考值103

9.4.5电流d轴分量参考值103

9.4.6转矩调节整体框图106

9.4.7速度特性曲线106

习题108

第10章各向异性电机及其控制110

10.1各向异性电机基波模型110

10.1.1电阻110

10.1.2磁通、磁链和电感111

10.1.3转子坐标系下的简化112

10.2永磁同步电机磁场定向控制113

10.2.1建立数学模型113

10.2.2永磁同步电机控制框图115

10.2.3恒定磁链控制115

10.3同步电机边界条件117

10.3.1定子电流边界条件117

10.3.2定子电压边界条件118

10.3.3等效定子电压边界条件118

10.3.4永磁体与电流边界设计119

10.4同步电机转矩调节方法122

10.4.1转矩等高曲线122

10.4.2磁阻转矩和洛伦兹转矩123

10.4.3最大转矩电流比控制124

10.4.4最大电流控制126

10.4.5最大转矩磁链比控制126

10.4.6MTPA-MA-MTPF控制策略126

10.5基于非线性铁心的扩展127

习题130

第11章损耗最小化控制134

11.1独立于驱动的损耗最小化134

11.1.1电机效率MAP图134

11.1.2车辆行驶工况135

11.1.3未来智能驾驶136

11.2电力驱动系统损耗136

11.3LMC-非外励磁同步电机138

11.3.1损耗建模138

11.3.2数学描述139

11.3.3离线求解140

11.3.4在线求解141

11.4LMC-外励磁同步电机141

11.5LMC-笼型异步电机142

习题143

第12章无速度传感器控制144

12.1传感器类型144

12.1.1电压传感器144

12.1.2电流传感器144

12.1.3磁链传感器145

12.1.4转速传感器147

12.1.5位置传感器147

12.1.6温度传感器149

12.2估计器149

12.2.1引例：直流电机的速度估计149

12.2.2微分器和积分器调整150

12.2.3磁通估计器152

12.2.4估计器组合156

12.2.5模型参考自适应系统157

12.2.6其他估计器158

12.3龙伯格观测器158

12.3.1基本思想158

12.3.2反馈159

12.3.3观测器矩阵设计161

12.3.4可观测性161

12.3.5恒定扰动下的静态误差162

12.3.6无静差观测器和扰动观测器163

12.4卡尔曼滤波器164

12.4.1随机扰动变量的引入164

12.4.2系统噪声和测量噪声的要求165

12.4.3最优卡尔曼增益的计算166

12.4.4扩展卡尔曼滤波器167

12.4.5进一步扩展168

12.4.6龙伯格观测器与卡尔曼滤波器的对比169

12.5非基于感应电压的方法169

12.5.1高频信号注入169

12.5.2基于各向异性的方法170

习题170

参考文献172