第一篇：《驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制技術(shù)》教學(xué)大綱

《驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制技術(shù)》教學(xué)大綱

一、授課對(duì)象

本課程適用于 汽車服務(wù)系新能源汽車制造與裝配專業(yè)（中、高級(jí)）班 三年 制 二、課程學(xué)時(shí)

總學(xué)時(shí) 108課時(shí)，6課時(shí)/周，1學(xué)期授完。

三、課程的任務(wù)和目的

本課程是中等職業(yè)學(xué)校電子技術(shù)應(yīng)用與維修專業(yè)教材，是一門(mén)機(jī)電類專業(yè)課程。其任務(wù)是：使學(xué)生掌握常用電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及其控制方法，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)常用電動(dòng)機(jī)的維護(hù)、保養(yǎng)與檢修的技能和解決實(shí)際問(wèn)題的能力；對(duì)學(xué)生進(jìn)行職業(yè)意識(shí)培養(yǎng)和職業(yè)道德教育，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)與職業(yè)能力，增強(qiáng)學(xué)生適應(yīng)職業(yè)變化的能力，為學(xué)生職業(yè)生涯的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

本課程目的是：使學(xué)生能掌握電動(dòng)類、制冷類日用電器中主要使用的三種電動(dòng)機(jī)——單相異步電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)和單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用，以及電動(dòng)類、制冷空調(diào)類電器專用電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及其控制方法。熟悉對(duì)上述電動(dòng)機(jī)進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)與檢修。結(jié)合生產(chǎn)生活實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的興趣和愛(ài)好，養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)與探究學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣，從而能夠解決專業(yè)技術(shù)實(shí)際問(wèn)題，養(yǎng)成良好的工作方法、工作作風(fēng)和職業(yè)道德。

四、課程內(nèi)容和要求

第一章：直流電動(dòng)機(jī) 8課時(shí) 1．教學(xué)內(nèi)容：

第一節(jié)：直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和分類

第二節(jié)：直流電動(dòng)機(jī)的工作原理與運(yùn)行特性 第三節(jié)：直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、反轉(zhuǎn)和調(diào)速。

2．教學(xué)要求與建議：了解直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和分類，掌握直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理，理解直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速的原理和方法，初步了解直流電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障的檢修方法。

第二章：?jiǎn)蜗喈惒诫妱?dòng)機(jī) 10課時(shí) 1.教學(xué)內(nèi)容：

第一節(jié)：異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 第二節(jié)：?jiǎn)蜗喈惒诫妱?dòng)機(jī)的分類 第三節(jié)：?jiǎn)蜗喈惒诫妱?dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)和調(diào)速

2．教學(xué)要求與建議：了解單相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，掌握單相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理，理解異步電動(dòng)機(jī)的分類和起動(dòng)方式，了解單相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)、調(diào)速的原理和方法，初步了解單相異步電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障及其檢修方法。第三章：?jiǎn)蜗啻畡?lì)電動(dòng)機(jī) 12課時(shí)

1、教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié)：?jiǎn)蜗啻畡?lì)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)轉(zhuǎn)原理 第二節(jié)：?jiǎn)蜗啻畡?lì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性 第三節(jié)：?jiǎn)蜗啻畡?lì)電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)和調(diào)速

2、教學(xué)要求與建議：理解單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，了解單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的主要特點(diǎn)和應(yīng)用。

第四章：三相異步電動(dòng)機(jī) 16課時(shí) 1．教學(xué)內(nèi)容：

第一節(jié)：三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 第二節(jié)：三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性

第三節(jié)：三相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)、起動(dòng)和調(diào)速 2．教學(xué)要求與建議：

了解三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理和運(yùn)行特性，理解三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、反轉(zhuǎn)與調(diào)速的原理和方法。

第五章：其他類型的電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介 10課時(shí)

1、教學(xué)內(nèi)容：

第一節(jié)：?jiǎn)蜗嗤诫妱?dòng)機(jī) 第二節(jié)：步進(jìn)電機(jī)

2、教學(xué)要求與建議：

了解其他類型的電動(dòng)機(jī)（包括單相同步電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電機(jī)和直線電動(dòng)機(jī)）的基本結(jié)構(gòu)、原理和應(yīng)用。

第六章：電風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)及其控制 16課時(shí)

1、教學(xué)內(nèi)容： 第一節(jié)：電風(fēng)扇電動(dòng)機(jī) 第二節(jié)：電風(fēng)扇控制電路

2、教學(xué)要求與建議：

掌握電風(fēng)扇的電控方式，各種常用電控器件的結(jié)構(gòu)、原理和使用方法；能夠閱讀典型的電風(fēng)扇電控線路圖。

第七章：空調(diào)電動(dòng)機(jī)及其控制 16課時(shí)

1、教學(xué)內(nèi)容：

第一節(jié)：制冷壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理 第二節(jié)：空調(diào)控制電路

2、教學(xué)要求與建議 掌握空調(diào)的壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理及應(yīng)用；掌握空調(diào)的基本控制方式，常用電控器件的結(jié)構(gòu)、原理和使用方法，掌握其典型電控線路和讀圖方法。

第八章：各類電動(dòng)機(jī)維修實(shí)訓(xùn) 20課時(shí)

1、教學(xué)內(nèi)容：

實(shí)訓(xùn)一：電動(dòng)機(jī)維修基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn) 實(shí)訓(xùn)二：直流電動(dòng)機(jī)維修實(shí)訓(xùn) 實(shí)訓(xùn)三：?jiǎn)蜗喈惒诫妱?dòng)機(jī)維修實(shí)訓(xùn) 實(shí)訓(xùn)四：電風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的檢修

實(shí)訓(xùn)五：制冷壓縮電動(dòng)機(jī)及其控制電路的檢修

2、教學(xué)要求與建議

掌握電動(dòng)機(jī)維修常用工具和儀表的使用方法；掌握日用電器直流電動(dòng)機(jī)的拆裝方法和常見(jiàn)的檢修方法；學(xué)會(huì)測(cè)定單相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)；掌握洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)的拆裝方法及常見(jiàn)故障的檢修方法；掌握臺(tái)扇、轉(zhuǎn)頁(yè)扇、吊扇的結(jié)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)繞組展開(kāi)圖、電動(dòng)機(jī)拆裝、繞組重繞的方法及常見(jiàn)故障的檢修方法；掌握電冰箱、空調(diào)器中制冷壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和常見(jiàn)故障的檢修方法。

五、考核方式

平時(shí)成績(jī)（40％）+期末考試成績(jī)（60％）= 課程總成績(jī) 其中：平時(shí)成績(jī)包括：作業(yè)、筆記、考勤、課堂討論、查找資料

第二篇：《電機(jī)控制技術(shù)》課程教學(xué)大綱概要

《電機(jī)控制技術(shù)》課程教學(xué)大綱

一、課程基本信息

1、課程代碼：EE307

2、課程名稱（中/英文）：電機(jī)控制技術(shù)Control Technique of Electrical Machines

3、學(xué)時(shí)/學(xué)分：45/2.5

4、先修課程：工程數(shù)學(xué)、基本電路理論、電機(jī)學(xué)、自動(dòng)控制原理

5、面向?qū)ο螅弘姎夤こ膛c自動(dòng)化專業(yè)

6、開(kāi)課院（系）、教研室：電子信息與電氣工程學(xué)院電氣工程系

7、教材、教學(xué)參考書(shū)：

教材名稱、作者、譯者、出版社、出版時(shí)間

教材：電機(jī)拖動(dòng)與控制技術(shù)

譚弗娃主編 機(jī)械工業(yè)出版社

二、課程性質(zhì)和任務(wù)

電機(jī)控制技術(shù)是介紹各類電機(jī)的控制技術(shù)及相關(guān)技術(shù)，包括直流電動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)與控制，交流電動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)與控制，現(xiàn)代交流調(diào)速系統(tǒng)等。電機(jī)控制技術(shù)結(jié)合了融合了電機(jī)，電力電子，微機(jī)原理技術(shù)，已成為電子及電氣工程技術(shù)人員必備的專業(yè)知識(shí)。本課程的主要任務(wù)是通過(guò)各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，運(yùn)用各種教學(xué)手段和方法，使學(xué)生熟悉并掌握當(dāng)前電機(jī)控制的主流技術(shù)的基本原理。為深入開(kāi)展相關(guān)科研項(xiàng)目研究奠定良好的基礎(chǔ)，也為學(xué)生畢業(yè)后從事相關(guān)技術(shù)工作打下必要的基礎(chǔ)。

三、教學(xué)內(nèi)容和基本要求

本課程要求學(xué)生在學(xué)習(xí)電機(jī)的控制技術(shù)及相關(guān)技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，理論與應(yīng)用相結(jié)合，熟悉直流交流電動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)與控制，并初步掌握電機(jī)控制系統(tǒng)的分析方法，為深入研究和學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。主要內(nèi)容有：

第一章

電機(jī)拖動(dòng)與控制技術(shù)概述 1.電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成 2.電機(jī)控制的基本要求 3.電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 4.生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性

5.電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)平衡方程式和穩(wěn)定工作奐概念 6.電動(dòng)機(jī)調(diào)速的概念 7.電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)

第二章

常用控制電器和電動(dòng)機(jī)的繼電器—接觸器控制系統(tǒng) 1.控制電器的分類 2.常用控制電器及圇形符號(hào) 3.電器控制線路的基本環(huán)節(jié) 4.電動(dòng)機(jī)的幾個(gè)基本控制線路

第三章

直流電動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)與控制 1.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 2.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 3.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) 4.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 5.直流電動(dòng)機(jī)的開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 6.帶速度負(fù)反饋的直流閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 第四章 交流電動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)與控制 1.三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

四、實(shí)驗(yàn)（上機(jī)）內(nèi)容和基本要求

通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生學(xué)習(xí)電機(jī)控制技術(shù)基本知識(shí)和原理。

五、對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)的要求

1.課堂教學(xué)注重啟發(fā)式、交互式，教師應(yīng)講要點(diǎn)、難點(diǎn)和講思路。2.實(shí)驗(yàn)分為三個(gè)層次：理論及基本實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)；動(dòng)手能力和綜合靈活運(yùn)用能力的培養(yǎng)；掌握高新技術(shù)能力的培養(yǎng)。

六、其它說(shuō)明

考試安排：筆試（60%）+ 實(shí)驗(yàn)論文（40%）：筆試主要檢測(cè)學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論的程度，實(shí)驗(yàn)檢測(cè)學(xué)生靈活掌握、靈活運(yùn)用知識(shí)的能力，實(shí)驗(yàn)論文主要檢測(cè)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。

第三篇：機(jī)器人及控制技術(shù)教學(xué)大綱

機(jī)器人及控制技術(shù)教學(xué)大綱

第一篇 機(jī)器人控制的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

第一章 引言 第二章 拓?fù)鋵W(xué)基礎(chǔ) 第三章近世代數(shù)基礎(chǔ)

第二篇 機(jī)器人本體控制（自學(xué)）第一章 引言 第二章

剛體運(yùn)動(dòng)

第三章 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)

第四章 機(jī)器人動(dòng)力學(xué)

第三篇 機(jī)器人手指抓取控制

第一章 引言

第二章 微分幾何學(xué)基礎(chǔ) 曲線幾何（The Geometry of Curves）2 曲面(Surfaces)3 曲率(Curvatures)4 恒平均曲率曲面(Constant Mean Curvatures Surfaces)5 側(cè)地線，度量和等長(zhǎng)(Geodesics, Metrics and Isometries)6 完整和Gauss-Bonnet定理(Holonomy and the Gauss-Bonnet theorem)第三章 機(jī)器人手指抓取運(yùn)動(dòng)學(xué)

第四章 機(jī)器人手指抓取動(dòng)力學(xué)

第四章 機(jī)器人技術(shù)最新進(jìn)展

第四篇：電動(dòng)客車電力驅(qū)動(dòng)及控制技術(shù)

電動(dòng)客車電力驅(qū)動(dòng)及控制技術(shù)

電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)客車的關(guān)鍵部件，要使電動(dòng)汽車有良好的使用性能，驅(qū)動(dòng)電機(jī)應(yīng)具有調(diào)速范圍寬、轉(zhuǎn)速高、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、體積小、質(zhì)量小、效率高且有動(dòng)態(tài)制動(dòng)強(qiáng)和能量回饋等特性。目前，電動(dòng)汽車用電動(dòng)機(jī)主要有直流電動(dòng)機(jī)(DCM)、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(IM)、永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)(PMBLM)和開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(SRM)4類。

近幾年來(lái)，由感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車幾乎都采用矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制。由于直接轉(zhuǎn)矩的控制手段直接、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制性能優(yōu)良和動(dòng)態(tài)響應(yīng)迅速，因此非常適合電動(dòng)汽車的控制。美國(guó)以及歐洲研制的電動(dòng)汽車多采用這種電動(dòng)機(jī)。永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)可以分為由方波驅(qū)動(dòng)的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(BLDCM)和由正弦波驅(qū)動(dòng)的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(PMSM)，它們都具有較高的功率密度，其控制方式與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)基本相同，因此在電動(dòng)汽車上得到了廣泛的應(yīng)用。PMSM類電機(jī)具有較高的能量密度和效率，其體積小、慣性低、響應(yīng)快，非常適應(yīng)于電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，有極好的應(yīng)用前景。目前，由日本研制的電動(dòng)客車主要采用這種電動(dòng)機(jī)。

開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(SRM)具有簡(jiǎn)單可靠、可在較寬轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)高效運(yùn)行、控制靈活、可四象限運(yùn)行、響應(yīng)速度快和成本較低等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)SRM存在轉(zhuǎn)矩波動(dòng)大、噪聲大、需要位置檢測(cè)器等缺點(diǎn)，應(yīng)用受到了限制。

隨著電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展，控制系統(tǒng)趨于智能化和數(shù)字化。變結(jié)構(gòu)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、自適應(yīng)控制、專家控制、遺傳算法等非線性智能控制技術(shù)，都將各自或結(jié)合應(yīng)用于電動(dòng)客車的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。

第五篇：電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率優(yōu)化控制技術(shù)研究現(xiàn)狀

1.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率優(yōu)化控制技術(shù)研究現(xiàn)狀

電動(dòng)汽車的動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)提供，電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)）的性能直接影響了電動(dòng)汽車的性能。電動(dòng)汽車系統(tǒng)需要能夠滿足頻繁停車啟動(dòng)、加速、大負(fù)載爬坡以及緊急制動(dòng)等要求，也需要考慮到汽車行駛路況復(fù)雜多變，存在雨天、酷熱、下雪等惡劣天氣，以及顛簸、泥濘等復(fù)雜路況。另外，在滿足行駛條件的情況下還應(yīng)最大限度地保證駕駛?cè)藛T和乘坐人員的舒適安全。作為電動(dòng)汽車的核心部分，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)滿足寬調(diào)速范圍、寬轉(zhuǎn)矩輸出范圍、良好的加減速（起動(dòng)、制動(dòng)）性能、運(yùn)行效率高（提高續(xù)航里程）以及高可靠性等要求。

針對(duì)永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率優(yōu)化，總體來(lái)說(shuō)可分為以下三個(gè)方向： 1）從電機(jī)本體的電磁設(shè)計(jì)、制造工藝以及電機(jī)的材料著手，開(kāi)發(fā)高效電機(jī)。2）改進(jìn)脈寬調(diào)制(Pulse Width Modulation，PWM)技術(shù)，降低功率開(kāi)關(guān)器件上的損耗從而提高逆變器的整體效率；降低變頻器輸出電壓的諧波含量，如采取空間矢量脈寬調(diào)制(Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM)技術(shù)和軟開(kāi)關(guān)技術(shù)，減小諧波含量從而提高驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整體效率。

3）研究合適的控制策略，在保證電機(jī)滿足運(yùn)行條件的情況下減小直流側(cè)的功率輸入，提高驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率。

目前，針對(duì)永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率優(yōu)化所提出的控制策略很多，總體來(lái)說(shuō)可以分為兩大類：第一類是基于損耗模型的效率優(yōu)化控制(Loss Model Control，LMC)策略；第二類是基于搜索法的效率優(yōu)化控制(Search Control，SC)策略。下面分別進(jìn)行概述。

1.2.1 基于損耗模型的效率優(yōu)化控制策略

該控制策略作為一種基于前饋式的控制方法，基本原理是：在充分考慮電機(jī)各部分損耗的基礎(chǔ)上，建立較為精確的損耗模型，根據(jù)電機(jī)運(yùn)行狀況（負(fù)載轉(zhuǎn)矩和實(shí)際轉(zhuǎn)速）計(jì)算出該運(yùn)行狀況下最優(yōu)的控制變量（一般為磁場(chǎng)、電壓或者電流）以減小驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的損耗。若控制變量為電樞電流，對(duì)永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)講一般選擇最優(yōu)的直軸電流id和交軸電流iq，對(duì)混合勵(lì)磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)講包括id、iq以及勵(lì)磁電流If。這種控制策略目前已被廣泛應(yīng)用到了閉環(huán)傳動(dòng)系統(tǒng)中，可以保障電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在全局運(yùn)行范圍內(nèi)都能實(shí)現(xiàn)效優(yōu)化?；趽p耗模型的同步電機(jī)效率優(yōu)化控制基本框圖如圖1.1所示。

基于損耗模型的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率優(yōu)化策略最早由T.M.Rowan和T.A.Lipo，以及H.G.Kim[2]

[3][4]等人提出并進(jìn)行研究；1987年Bose等人將該策略運(yùn)用到永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。美

[1]

國(guó)學(xué)者X.Wei和R.D.Lorenz已將基于損耗模型控制策略結(jié)合直接轉(zhuǎn)矩控制(Direct Torque Control，DTC)中，以提高永磁同步電機(jī)在瞬態(tài)過(guò)程中的效率[5]。針對(duì)同步電機(jī)而言，基于損耗模型的效率優(yōu)化策略總共可以分為五種類型：考慮鐵損的損耗模型控制策略銅損的損耗模型控制策略耗模型損耗模型控制策略

[8][9]

[6][7]、考慮、考慮鐵損和銅損的損耗模型控制策略和約束條件下的損耗模型控制策略

[10][11]、基于電機(jī)精確損

[12][13][14][15]。

n*矢量控制器控制變量逆變器TL損耗模型控制器同步電機(jī)

圖1.1基于損耗模型的效率優(yōu)化控制策略

基于損耗模型效率優(yōu)化控制策略的技術(shù)特點(diǎn)在于，它根據(jù)電機(jī)運(yùn)行狀況，通過(guò)解析法計(jì)算出使電機(jī)損耗最小的控制變量，在滿足電機(jī)運(yùn)行的同時(shí)降低驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)損耗。該方法控制變量由算法直接給出，電機(jī)效率的優(yōu)化能夠直接實(shí)現(xiàn)，數(shù)學(xué)概念清楚，物理意義明確，而且變量直接給定導(dǎo)致響應(yīng)速度快，根據(jù)電機(jī)實(shí)際運(yùn)行條件計(jì)算變量，從而能保證電機(jī)在全局運(yùn)行范圍內(nèi)高效運(yùn)行。但這種策略的缺點(diǎn)也不容忽視：①該策略需要對(duì)電機(jī)參數(shù)有很詳細(xì)的了解，電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，電機(jī)參數(shù)包括電感參數(shù)、電樞繞組電阻、勵(lì)磁繞組電阻、各部分的損耗系數(shù)等都會(huì)隨電機(jī)運(yùn)行條件的變化而改變，電機(jī)參數(shù)的變化必然會(huì)導(dǎo)致?lián)p耗模型不準(zhǔn)確，從而導(dǎo)致控制變量的計(jì)算值不能實(shí)時(shí)追蹤實(shí)際的最優(yōu)值；②損耗模型建立的越準(zhǔn)確，計(jì)算結(jié)果越接近于真實(shí)值，但也會(huì)導(dǎo)致計(jì)算過(guò)程越繁瑣；③實(shí)際過(guò)程中為了簡(jiǎn)化計(jì)算，又不得不對(duì)損耗模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，這必然會(huì)導(dǎo)致計(jì)算值和實(shí)際值的差距變大，所以最終尋優(yōu)結(jié)果也僅僅是一種簡(jiǎn)化后的次尋優(yōu)。

1.2.2 基于搜索法的效率優(yōu)化控制策略

基于搜索法效率優(yōu)化策略的基本原理是：在恒定的運(yùn)行條件（恒定的轉(zhuǎn)速和負(fù)載轉(zhuǎn)矩）下，通過(guò)控制器不斷實(shí)時(shí)調(diào)整控制變量（一般為磁場(chǎng)或電流），尋找該運(yùn)行狀態(tài)下的系統(tǒng)損耗最高點(diǎn)。

?P(k)??id?id(k)方向判斷P(k?1)

圖1.2輸入功率最小效率優(yōu)化控制策略

控制策略的基本框圖如圖1.2所示，其中P(k-1)、P(k)和Δid(k)分別為第k-1和第k次直流側(cè)功率檢測(cè)值以及第k次的控制變量。搜索法一般包括梯度法[16]、定步長(zhǎng)（細(xì)分）法[17]、最優(yōu)轉(zhuǎn)差頻率法[18]、基于斐波那契數(shù)列法[19]、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法[20]、黃金分割法[21]以及模糊搜索法[22]。

清華大學(xué)的學(xué)者[23]分析了感應(yīng)電機(jī)搜索控制的三種算法，即Ramp法[24]、Rosenbrock法[25]以及黃金分割法，對(duì)比了各種算法的復(fù)雜性、收斂速度以及效率優(yōu)化效果，在此基礎(chǔ)上提出了改進(jìn)后的基于在線搜索的效率最優(yōu)算法。改進(jìn)后的黃金分割法收斂速度明顯加快，硬件中加入低通濾波器，對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)進(jìn)行了有效抑制，并將該技術(shù)用于電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)用感應(yīng)電機(jī)。

國(guó)外學(xué)者S.K.Sul和M.H.Park選用電機(jī)的轉(zhuǎn)差頻率作為控制變量，提出了一種基于輸入功率最小的搜索方法[26]。該方法將電機(jī)不同運(yùn)行狀況下的最小輸入功率對(duì)應(yīng)的最優(yōu)轉(zhuǎn)差頻率，以表格的形式預(yù)先保存在控制器的內(nèi)存中，電機(jī)運(yùn)行時(shí)根據(jù)運(yùn)行狀況獲得表格內(nèi)的最優(yōu)控制變量，對(duì)實(shí)際變量進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤。

南京航空航天大學(xué)的學(xué)者對(duì)采用直接轉(zhuǎn)矩控制的電動(dòng)汽車PMSM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率優(yōu)化進(jìn)行了研究[27]，由于公式計(jì)算需要濾波時(shí)間，電機(jī)變量調(diào)節(jié)也需要一定的收斂以及穩(wěn)定時(shí)間，因此搜索法一般需要較長(zhǎng)的運(yùn)行周期，不適合應(yīng)用到需要頻繁加減速的電動(dòng)汽車領(lǐng)域。為解決該問(wèn)題，提出了一種分區(qū)式是在線效率優(yōu)化方法，與傳統(tǒng)在線搜索法不同，該方法將尋優(yōu)搜索過(guò)程“多線程”化，將搜索區(qū)間“離線”化。減小了搜索時(shí)間，只需保證在區(qū)間內(nèi)完成一次尋優(yōu)循環(huán)即可，但該策略的技術(shù)難點(diǎn)在于搜索區(qū)間的量化。

基于搜索技術(shù)效率優(yōu)化控制策略的優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)，即不要預(yù)知電機(jī)參數(shù)，省略了建立損耗模型和推導(dǎo)最優(yōu)變量的過(guò)程。系統(tǒng)能夠在電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)不斷調(diào)整控制變量的方式自動(dòng)搜索效率最高的運(yùn)行點(diǎn)，因而魯棒性強(qiáng)，適用性好；避免了建模過(guò)程中由于運(yùn)行條件不同導(dǎo)致參數(shù)改變而引起的誤差，從而尋優(yōu)精度高。但該策略的缺點(diǎn)也不容忽視：①需要很高的輸入功率檢測(cè)精度；②輸入功率與跟尋優(yōu)變量有關(guān)，在系統(tǒng)效率最高點(diǎn)的附近變化可能會(huì)比較平坦，這要求對(duì)輸入功率的測(cè)量，必須為高精度且無(wú)噪聲的；③系統(tǒng)效率可能是復(fù)雜的且非線性的函數(shù)，這種情況下難以讓系統(tǒng)快速地運(yùn)行到效率最高點(diǎn)，即搜索過(guò)程需要一定的時(shí)間，不適合應(yīng)用到像電動(dòng)公交這種頻繁起動(dòng)、制動(dòng)的場(chǎng)合；④一般憑經(jīng)驗(yàn)給出固定的搜索步長(zhǎng)，收斂速度慢，收斂時(shí)間長(zhǎng)，不適合應(yīng)用于負(fù)載變化、運(yùn)行狀況變化頻繁的場(chǎng)合；⑤增加硬件系統(tǒng)件設(shè)備，從而增加成本。