● 摘要
电动直升机以其环保、低污染、低噪声等优点，在近几年得到了国内外研究人员和飞机制造商越来越高的重视。相对于传统内燃机系统，电驱动系统具有功率大、效率高、过载能力强等优点。永磁同步电动机以其体积小、功率密度高、可靠性高及低成本等优点而广泛应用于高性能拖动与伺服系统中。电驱动直升机在蓄电池技术没有得到突破的情况下，对提升电驱动系统效率的研究成为一个重要方向。
论文以电驱动直升机用永磁同步电动机(Permanent Magnet Synchronous Motors，PMSM)系统为研究对象，结合当前PMSM效率优化控制策略，对电驱动用PMSM效率优化控制策略进行研究，为电驱动直升机用PMSM系统节能降耗应用提供理论和实验研究基础。论文的主要工作内容如下：
（1）PMSM系统损耗模型的建模方法研究。在综合考虑铁耗、铜耗和杂散损耗的基础上，建立了PMSM的损耗模型。此外，针对逆变器损耗的计算方法，建立了特定功率器件的损耗模型，并在不同工况下对比器件标定损耗与损耗模型计算结果，验证了逆变器损耗模型的有效性。然后综合考虑这两部分损耗，在Simplorer环境下建立了PMSM系统损耗模型。
（2）在建立PMSM矢量控制系统模型的基础上，针对电驱动用PMSM系统效率优化问题，研究了基于损耗模型和基于搜索法的效率优化控制策略，并给出了仿真分析结果。同时提出一种基于损耗模型法和黄金分割搜索法的混合效率优化控制方法，结合了这两种方法的优点，实现了电驱动用PMSM系统的全局效率最优控制。通过对比仿真结果验证了采用混合控制策略能够进一步实现PMSM系统效率的优化。
（3）针对PMSM以及相应的驱动控制电路，完成了DSP双闭环控制程序的设计，以一台配有旋变传感器的永磁同步电动机为控制对象，进行了系统调试实验，实现了PMSM的双闭环调速。
（4）利用半实物仿真平台建立电机模型，通过信号调理电路将电机模型与DSP控制器连接起来。在完成电机闭环运行的基础上，将效率优化控制算法在DSP控制器中实现，进一步证明了本课题所提出的混合效率优化控制策略的有效性。