新能源汽车永磁同步电机控制策略及仿真研究

以新能源汽车的永磁同步电机作为研究对象,根据电机坐标变换原理来建立电机数学模型。基于电机直接转矩控制方法,结合并设计超螺旋二阶滑模控制策略来同时对车用永磁同步电机进行控制,利用Matlab/Simulink软件建立整体电机控制策略模型并进行仿真。通过仿真结果表明所设计的电机控制策略可以有效对永磁同步电机进行控制,提高了对电机的控制精度和整个控制系统的鲁棒性,也验证了所建控制策略模型的有效性,为新能源汽车永磁同步电机控制策略的开发提供一定的研究基础。     

基于励磁改进型矢量控制的车用交流感应电机启动控制研究

为解决电动车用交流感应电机(ACIM)启动时出现的大电流、小转矩问题,提出励磁改进型矢量控制的新方法,从ACIM控制策略角度考虑解决启动问题。在MMATLAB/SIMULINK环境下建立了ACIM改进前后的转子间接磁链定向矢量控制仿真模型和嵌入式自动代码生成模型。先进行仿真调试,再生成针对TI公司C28x系列DSP的C代码,手工编写TMS320F28335的底层驱动程序,在开发环境Code Composer Studio中完成了上层控制算法和底层驱动程序代码的集成,并将代码烧写到以TMS320F28335为核心的电机控制器中进行启动实验。对改进前后的控制策略进行仿真和实验对比。仿真和实验的结果表明:采用励磁改进型矢量控制的方法能够使ACIM在启动中降低启动电流并迅速提高启动扭矩。该方法比从启动设备和硬件结构上改进的常规方法更加节约成本,提高效率。     

基于双闭环PI控制的电动车桥驱动控制系统建模与仿真

针对电动车桥中电机控制系统开发困难的问题,提出了一种基于转速环、电流环双闭环PI控制的电动车桥驱动控制策略。以电动车桥的核心驱动部件——永磁无刷直流电机为研究对象,利用软件Matlab/Simulink建立基于双闭环PI控制的仿真控制系统,并在此基础上以单片机STM8S105S4为中央处理器开发了电动车桥驱动控制系统。试验测得稳定转速与目标转速相接近,说明采用的控制策略的可行性。     

基于扩展卡尔曼滤波器的PMSM无传感器矢量控制仿真设计

提出了一种基于扩展卡尔曼滤波器(EKF)的PMSM转子速度和位置的估算方法。利用α-β坐标系下的电机状态方程,进行EKF算法的实现,并在Matlab/Simulink平台设计仿真模型并进行仿真验证,经过仿真表明基于EKF的PMSM无位置传感器矢量控制系统具有较高的估计精度、良好的动态性能和稳态性能,且鲁棒性较好。     

三相交流异步电动机建模及仿真研究

针对三相异步电动机矢量控制系统研制的要求,建立了在静止坐标α和β系统中异步电机的数学模型,研制了电机实时仿真系统,并对仿真系统的软硬件进行了说明。应用该仿真系统对一种实际电机进行仿真,仿真结果与实验数据比较,验证了数学模型的正确和仿真系统的实用性。     

基于Matlab／RTW的单相桥式逆变器SPWM目标代码自动生成研究

提出了一种基于Matlab／RTW的系统设计方法和开发流程,结合此集成一体化的控制平台,提出了一种基于嵌入式目标代码生成工具的单相桥式逆变器正弦脉宽调制波产生方法。利用Matlab／Simulink工具建立算法模型,仿真验证算法后,给出了以TMS320F2812定点DSP为目标的SPWM控制模型,并自动生成代码,编译、下载到目标DSP中运行,产生波形与理论吻合。这种基于模型的设计流程,实现了工程开发过程从算法设计到最终实现的所有阶段,从而提高了产品开发效率,缩短了开发时间,降低了开发成本。     

城市轨道交通列车控制仿真模型研究

列车运行控制系统的应用,有效地提高了城市轨道交通的运行效率.由于缺乏相关的技术参数,应用传统牵引计算理论方法的列车运行控制仿真系统,若未充分考虑系统控车的特性,在工程应用中控制的精度将无法保证.本文着重考虑信号系统工程设计的限制条件,将列车的加减速性能和速度控制策略作为主要研究对象,构建基于能量守恒原理和信号控制条件的列车速度控制仿真模型.在此基础上设计仿真模型,实现所需要的系统功能结构和仿真流程,并开发形成软件系统.在实际运行线路案例研究中,与采用通用列车运行仿真系统获得的结果比较,验证本文所建仿真模型的精度和工程适用性.     

轮毂电机驱动型电动汽车电机控制系统设计

设计一种基于ds PIC30F4011芯片的轮毂电机驱动型电动汽车电机控制系统。设计电机控制器软硬件控制电路,采用转速比例-积分(Prportion Integral,PI)闭环单极性脉冲宽度(Pulse Width Modulation,PWM)控制方式,通过调节PWM占空比改变电机绕组的平均电压,实现电机调速。基于电机转速闭环单极性PI控制方案进行系统仿真,并搭建整车试验平台对电机进行空载运行试验。仿真和试验结果表明:轮毂电机驱动型电动汽车控制系统运行平稳,具有较好的动态和静态特性,控制方案能够满足轮毂电机的运行要求。     

基于硬件在环仿真的城市路网交通控制平台

城市区域交通信号控制及优化是缓解城市交通拥堵的重要手段,效果评估是开展交通信号优化工作的重要环节。传统的交通仿真软件一般通过内置的信号控制模块进行评价,存在与实际信号控制系统脱节且评价精度不高的问题。为连通仿真软件与信号控制系统并提升评价有效性,提出了一种基于硬件在环仿真的城市路网交通控制平台,设计了平台的逻辑框架、功能架构以及平台中心系统、控制器接口等软硬件模块,融合了干线协调控制以及区域协同控制算法,并利用通讯测试验证了平台的硬件在环仿真控制功能。实例分析表明:硬件在环仿真平台搭建了交通仿真软件和交通信号控制系统的桥梁,能够有效评价路网交通控制效果。基于该平台可开展区域交通信号控制效果评价、算法改进以及信号优化等内容。     

基于异步电机矢量控制算法仿真技术的研究及应用

针对传统的矢量控制算法开发,由仿真到应用转换过程复杂繁琐、开发效率低等特点,提出分别利用将控制芯片囊括在仿真环里的软件在环仿真和dsPACE半实物仿真两种相结合的仿真技术,对矢量控制算法进行仿真和应用研究。该方法省略了传统开发过程中算法仿真的程序移植、应用及硬件平台实物验证过程,实现从仿真到应用的无缝连接,提高算法的开发效率。最后本文给出了矢量控制算法的两种仿真结果,结果表明该方法能够有效的完成对算法开发研究,及算法在硬件平台上的应用。     

车路协同环境下混合交通群体智能仿真与测试研究综述

归纳了车路协同及其仿真测试技术的发展历程,并结合典型仿真结果探讨了萌芽期、起步期、发展期阶段下的仿真需求、经典方法与技术瓶颈;在此基础上,提出了基于交通主体建模、群体行为仿真、测试结果分析的3层新型虚实交互仿真测试架构;针对混合交通主体仿真需求构建了异构交通主体模型,解析了混合交通运行机理,以此作为仿真系统底层模型支撑;结合设计的虚实交互仿真测试架构,突破了混合交通群体智能场景生成技术,提出了混合交通群体智能仿真方法;在此基础上,选取交叉口和路段典型交通场景,开展了不同群体智能决策控制方法的仿真试验,以验证所提方法的效能;最后,总结了车路协同的未来发展方向和相关建议。研究结果表明:相比于传统仿真测试方法,提出的虚实交互仿真测试方法的系统仿真粒度从500 ms减小到100 ms以内,仿真规模从9个节点和500个交通主体提升到150个节点和2 000个交通主体,仿真场景数量由36个扩展到98个,实现了异构交通主体渗透率0~100%动态可调,有效提高了车路协同混合交通仿真测试的效率、规模和覆盖度;目前新型混合交通环境下车路协同仿真测试需求快速朝着群体化、智能化、规模化演变,开展基于虚实交互和运行环境数据模拟的车路协同群体智能仿真测试方法技术研究,将有力推动下一代智能交通系统的发展。      

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库存在配送系统优化过程中影响甚大,过高的库存或库存不足均会对配送系统造成不良影响。研究了连锁零售配送系统的配送中心和门店的两级库存水平和订货策略问题。通过在数学解析模型的优化结果基础上,应用三维可视化离散事件仿真方法建立了在FLEXSIM软件平台上的配送系统的仿真模型,并结合约束理论与系统仿真对仿真过程进行优化,缩减了仿真方案的数量和提高了仿真的效率并得到优化的仿真方案。研究结果表明,基于整合约束理论的三维可视化仿真是可以提高仿真效率并增强仿真交互性的有效方法。     

基于改进合同网的多Agent系统协作机理研究

针对传统合同网协作模型的不足和舰船动力辅助系统的特点,从三个方面对合同网加以改进,给出了一种适合于舰船动力辅助系统多Agent控制系统的改进合同网模型,该模型不但能够提高协作效率,而且能够有效的解决被控系统在突发事件和故障状态下的交互协作问题.以简化的冷却水系统为例,以JADE为开发平台,将该模型应用于其多Agent控制系统开发中,通过仿真模拟了Agent之间的协作过程,并将协作结果与理论结果比较验证了其正确性,为深入研究多Agent系统的协作机理提供了通用的方法.     

基于ECE法规的电动汽车再生制动控制策略的建模与仿真

在建立了电动汽车机电复合制动的数学模型基础上,分析了电动汽车再生制动对制动效率的影响,并据此提出了基于ECE制动法规要求下的电动汽车再生制动控制策略;并在advisor2002中建立嵌入式仿真模块对该策略进行了仿真分析.结果表明该策略使电动汽车在典型城市工况下有较强的制动能回收能力.     

车路协同系统仿真信息多分辨率交互方法

车路协同系统仿真研究对于交通系统的发展具有重要的意义.为了研究车路协 同系统的仿真关键技术并构建车路协同系统仿真平台,本文提出信息多分辨率交互方法 解决基于HLA的系统仿真过程中的网络拥塞问题,建立了高分辨率车辆行驶状态信息模 型、中分辨率车队状态信息模型、低分辨率交通流信息模型,运用聚合解聚法实现不同信 息分辨率间的仿真过程,采用模糊预测发送缓冲区信息排队长度方法确定多分辨率模型 间的聚合解聚时机.通过仿真管理器联邦成员的运行结果分析表明,该方法能够有效减少 系统属性吞吐量,从而较好控制网络拥塞,降低系统属性延时,提高仿真效率.     

基于改进人工蜂群算法的轮毂电机多目标优化

为了提高轮毂电机功率密度、降低其材料成本,提出一种改进的人工蜂群算法对轮毂电机性能进行优化设计. 首先利用磁路法建立外转子永磁式轮毂电机各项性能的表达式;其次通过引入个体极值、群体极值以及一对异步缩放因子来克服传统人工蜂群算法收敛速度较慢、探索与开发能力不平衡等缺点;以磁极对数、气隙长度、永磁体厚度等电磁参数为设计变量,将电机的有效质量、功率损耗和材料成本线性加权组成单目标函数,并采用障碍函数法将有约束的非线性目标函数转化为非约束的形式;最后利用遗传算法、传统人工蜂群算法和改进的人工蜂群算法对轮毂电机进行优化设计,并通过有限元法和样机实验验证了计算结果的正确性. 研究结果表明:相较于传统人工蜂群算法,改进的人工蜂群算法使目标函数收敛速度更快;相较于遗传算法和传统人工蜂群算法,改进后的算法使目标函数值最小;相较于原设计方案,优化后轮毂电机有效质量降低13.4%,材料成本降低34.4%,功率损耗降低44.2%,电机效率提高12.0%.      

电动汽车永磁同步电机驱动系统的制动研究

以基于SVPWM控制的电动汽车永磁同步电机驱动系统的制动工况为研究对象,重点对电机的两种制动方式(基于电机损耗控制的制动和再生制动)、两种制动方式在系统中的综合运用进行了分析,并提出了一种新的基于电机损耗控制的制动方法,它综合考虑了电机的铜耗和铁耗.通过仿真对比分析,指出再生制动性能最好,新的制动方式比只考虑铜耗的制动方式性能好,因而更适合在不能采用再生制动的场合运用.总结了新的制动方式的控制电流与电机制动转矩、转速及电机定子电阻和铁耗等效电阻的关系.     

电力推进 模拟系统 实时仿真 时延分析 MATLAB

分析了电力推进负载模拟系统的原理,采用MATLAB实时仿真工具RTW和多功能数据采集卡PCI-1711实现负载模型到模拟变流器的控制.基于MATLAB/Simulink对模拟系统的时延影响进行了仿真,分析了负载模型时延对模拟电机转矩控制的准确性和稳定性的影响.通过建立模拟电机转矩控制的闭环传递函数和频域的Bode图,进一步分析了时延影响,采用修正闭环增益的方法对时延进行了补偿,达到与理想时延下近似的控制效果,并得以仿真验证.     

兆瓦级直驱型风力发电系统的效率优化分析

针对兆瓦级永磁直驱风力发电系统,对变流器和发电机效率进行了优化分析.分别建立了中点嵌位式三电平变流器的损耗模型和包括铁损在内的电机损耗模型,通过分析给定转矩下直轴电流与损耗的关系,得到变流器效率最优和发电机效率最优的直轴电流解析式,进而求出永磁同步发电系统整机效率最优解.通过仿真和2MW三电平背靠背永磁直驱风电变流器的实验样机表明,在不同转矩工作区域内,即可以分别实现变流器效率或发电机效率的最优控制,并能提高发电系统整体效率.     

一种基于三枚主动全向浮标的水下目标定位方法

反潜飞机通常采用基于手工作图的多枚主动全向浮标的水下目标定位方法,该方法存在求解时间长且容易出错的问题.为解决多枚主动全向浮标对水下目标的自动定位问题,文中推导了基于三枚主动全向浮标的水下目标定位方法,并通过仿真试验验证其有效性.该方法简单、高效,具有较高的定位精度,可直接应用于机载反潜火控系统,完成对目标位置的自动解算.