臺灣博碩士論文加值系統

為解決純電動車續航力不足的問題，配有內燃機與發電機的增程式混合動力車成為過渡時期的商品，但由於整車系統上多安裝一組內燃機，其脈波式的扭矩對於系統振動會帶來負面的影響。本研究探討運用與引擎對接的發電機，應用位置依據重複控制器設計扭矩估測器，即時估測出引擎的扭矩值，利用外擾解耦控制和磁場導向的扭矩控制，控制發電機負載的電磁扭矩，抵銷引擎帶來的脈波式振動，進而達到以能量回收的方法改善系統振噪。本研究的實驗設計是以切換式磁阻馬達替代引擎作為動力源，以Matlab模擬軟體確認控制策略的可行性，再以硬體在線迴路驗證控制策略的成效。

To resolve the problem of insufficient battery capacity in pure electric vehicles, range extender vehicles which consist of an internal combustion engine and a generator have become transitional commodity. However, the internal combustion engine equipped to electric vehicles will have a negative impact of system vibration and noise due to pulse-type torque generated by the internal combustion engine.
This thesis presents a method controlling the load of the generator docked with the internal combustion engine to canceling pulse-type torque generated by internal combustion engine. Supporting by the position based repetitive torque observer, the torque of internal combustion engine online, torque cancellation and field oriented control can be observed. The proposed method is targeted to improve the vibration and noise of the system through energy recycle.
For the experiment design in this research, a switched reluctance motor is adopted as the power source to replace internal combustion engine. The feasibility of the control method will be verified with MATLAB/Simulink and Hardware-In-the-Loop experiment.

中文摘要 I
Abstract II
誌謝 X
表目錄 XV
圖目錄 XVI
符號表 XIX
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 文獻回顧 3
1.4 論文架構 6
第二章永磁同步電機模型與四象限控制方法 7
2.1 前言 7
2.2 永磁同步電機數學模型 7
2.2.1 座標轉換 8
2.2.2 三相定子座標軸下之永磁同步電機數學模型 10
2.3 磁場導向控制 12
2.4 永磁同步電機發電原理 13
2.4.1 直流有刷發電機分析 15
2.4.2 永磁同步電機發電分析 17
第三章 內燃機扭矩產生原理與估測 19
3.1 前言 19
3.2 內燃機扭矩產生原理與特性 19
3.3 引擎扭矩替代 22
3.3.1 切換式磁阻馬達簡介 22
3.3.2 切換式磁阻馬達電流控制 23
3.3.3 道路負載功率 25
3.3.4 引擎扭矩和道路負載替代 25
3.4 外部扭矩估測 25
3.4.1 外部扭矩估測器架構 26
3.4.2 重複控制器介紹 27
3.4.3 位置依據重複控制原理 28
3.5 外部扭矩解耦控制 29
第四章 外部扭矩估測與發電控制模擬 31
4.1 模擬平台架構 31
4.1.1 切換式磁阻馬達控制 32
4.1.2 永磁同步發電機控制模擬 33
4.2 模擬結果 36
第五章 HIL與馬達實作 41
5.1 HIL介紹 41
5.2 HIL設定 42
5.3 結果展示 44
5.3.1 未加入重複控制器結果 44
5.3.2 加入重複控制器結果 46
第六章 結論與未來規劃 49
6.1 結論 49
6.2 未來研究與建議 49
參考文獻 50

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