电动车辆动力系统设计及联合仿真

通过分析电动车辆对驱动电机转矩和转速的要求,以一电动车辆为例,选定了永磁无刷直流电机作为驱动电机,利用MATLAB中电气模块SimPowerSystems建立电机及其控制器仿真模型,设计了包含转速PID和电流滞环控制的双闭环控制策略;根据整车三维实体模型中硬点位置,在ADAMS中建立了整车机械仿真模型。通过MATLAB及ADAMS联合仿真,分析了电动车辆的动力性(最大车速、最大爬坡度、加速时间),对研制的样车进行了测试并与仿真结果进行对比,结果表明仿真结果与试验结果吻合良好,验证了电动车辆仿真模型的有效性。     

分布式纯电动推土机控制策略设计及验证

以双侧独立电机传动的分布式纯电动推土机为研究对象,基于推土机的实际应用场景和工作模式,建立整车行驶阻力模型和转速控制的物理模型,设计包括车速设定子模块、电机转速设定子模块及功率限制子模块的整车控制策略。为验证整车控制策略的合理性,在MATLAB/Simulink中搭建分布式纯电动推土机系统仿真模型,对3个子模块进行离线仿真分析,证明该策略满足控制需求;并用于实车测试,进一步验证了该控制策略的合理性。     

基于ADVISOR的后置发动机驱动模块开发

为了在HB6732基础上开发混合动力客车,要在ADVISOR平台对后置发动机驱动模块进行二次开发,建立了HB6732的整车模型,并通过MATLAB/Simulink建立客车的后轴驱动模型,将模型嵌入ADVISOR中,利用HB6732客车参数进行整车性能仿真。仿真结果与实验值对比表明:仿真结果与实验结果基本一致,建立的整车模型以及开发的后轴驱动模块有较好的仿真精度,能运用于后续混合动力客车的开发。     

并联式混合动力汽车驱动模式切换协调控制方法

在并联式混合动力汽车驱动模式切换过程中,以整车动力需求转矩不发生波动与车速稳定跟随期望值为控制目标,提出了基于车轮转速差PID控制的电机转矩补偿控制方法;分析了模式切换时混合动力汽车动力传动系统的频域特性,基于车轮实际转速与期望转速的差值,通过PID闭环控制计算补偿转矩,由永磁同步电机提供补偿转矩,来解决模式切换时2种动力源之间的动态协调控制问题;利用AVL Cruise和MATLAB仿真平台建立了混合动力汽车动态协调控制模型,对转矩补偿控制方法进行仿真验证。仿真结果表明:相比于无动态协调控制的模式切换,采用动态协调控制方法时的总输出转矩的响应时间从0.90s降低到0.08s,总输出转矩控制精度提高了11.1%,跟踪期望车速的精度提高了8.0%,整车的动力性提高了4.4%,因此,采用动态协调控制方法降低了并联式混合动力汽车模式切换中总输出转矩的波动,提高了车速跟随期望值的精度,有效保证了汽车的动力性和行驶平顺性。     

吊舱推进电机的无模型自适应滑模矢量控制

为解决半潜船吊舱推进电机控制系统中负载扰动造成的转速跟踪性能差的问题, 提出一种基于数据驱动的吊舱推进电机转速矢量控制方法; 对包含未知负载扰动的推进电机转速方程进行离散化处理, 给出关于输出转速与输入电流离散后的非线性转速系统; 由于非线性转速系统方程中变量较多且负载扰动模型未知, 设计了基于数据驱动的无模型自适应控制器, 并给出了伪偏导数估计算法; 采用滑模观测器观测螺旋桨负载扰动, 同时给出了滑模控制器; 结合无模型自适应控制和滑模控制给出了负载扰动下的无模型自适应滑模(MFASM)控制方案; 构建了吊舱推进电机无模型自适应滑模矢量控制调速系统, 并在MATLAB/Simulink环境下给出了仿真结果。研究结果表明: 在船舶正常作业恒定转速下, 在0.3~0.5 s时间区域内, 采用MFASM矢量控制方案和PI矢量控制方案的吊舱推进电机的转速误差分别为2、6 r·min-1; 在0.8~1.0 s时间区域内, 采用无模型自适应滑模矢量控制方案和PI矢量控制方案的吊舱推进电机的转速误差分别1、3 r·min-1; 对于船舶操车作业的可变转速情形, 采用MFASM矢量控制方案的推进电机转速和转矩达到稳态的时间比PI矢量控制方案少0.01~0.03 s。可以看出, 采用MFASM矢量控制方案可改善吊舱推进电机转速跟踪性能, 是一种有效的抑制负载扰动的数据驱动控制方法。      

基于液压泵/马达逆向驱动的电机启动电流控制方法

针对蓄电池轨道工程车续航里程短、永磁同步牵引电机启动电流大等问题，基于液压泵/马达能量逆向传递特性，提出了利用液压泵/马达逆向驱动的电机启动电流控制新方法. 通过使液压泵/马达工作在马达模式将电机驱动至一定初始转速后接通电源实现电机带速启动，抑制或削弱电机启动电流；永磁同步电机带速启动采用无位置矢量控制方式，结合短路电流矢量法对电机启动时刻的转子转速和位置进行计算，并通过AMESim与MATLAB/Simulink进行联合仿真. 研究结果表明:所提出的电机启动电流控制新方法能让电机的启动峰值电流最大降低70%左右；启动电流与电机接通电源启动时的初始转速有关，且初始转速越接近需求转速则启动电流越小；电机转速稳定后电流大小仅与电机负载有关；液压泵/马达工作排量或蓄能器充液压力越大，电机被逆向驱动时的转速响应越快.      

纯电动中型客车驱动电机参数匹配及性能研究

以"LS6600C1"型普通中型客车改装的纯电动试验车为研究对象,分析了整车参数及性能要求,对驱动电机进行参数匹配设计和选型,并利用ADVISOR仿真软件建立纯电动中型客车驱动电机仿真模型,仿真结果表明,纯电动试验车续驶里程、最高车速、加速性能和爬坡性能等均满足普通中型客车的运行要求和使用条件,具有良好的普及意义和发展前景。     

EPS系统在路面激励下的汽车操纵稳定性响应研究

针对不同路面输入状况对汽车操作稳定性产生的使转向盘产生抖动的不良影响,将EPS动力学模型与整车12自由度模型相结合,同时引入基于摆振系统的轮胎模型和路面激励模型,建立完善的由转向系统到路面激励输入的完整仿真模型。基于消除路面激励输入对转向性能产生影响的目的,设计了基于趋近率的滑膜控制器跟踪助力电机电流,减弱路面冲击产生的不良影响。建立仿真模型,分析不同路面状况下车辆的操作稳定性。通过MATLAB/Simulink建立仿真模型,仿真结果验证了设计的EPS电机控制系统可以有效减弱路面随机激励对转向系统性能产生的不良影响,提高了车辆的操作稳定性。     

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Cruise-Carsim联合仿真的电动汽车动力性经济性分析

为了解决单一软件对电动汽车性能仿真分析中存在的误差和不足的问题,提出了一种基于Cruise-Carsim联合仿真的建模方法。首先将Carsim中内置的传动系统与Simulink平台建立的电池、电机及控制策略模型相匹配,建立了某型电动汽车的Carsim整车模型,然后将Cruise中建立的以传动系统为核心的电动汽车模型与Carsim整车模型相衔接,构成了完整的电动汽车整车联合仿真模型,最后对比分析了单一软件和联合仿真平台所建立的电动汽车仿真模型动力性和经济性方面的各项误差率。结果表明:联合仿真模型的动力性、经济性仿真结果均达到预期目标,验证了Cruise-Carsim联合仿真模型的可行性。     

纯电动汽车减速器速比选择研究

基于纯电动汽车中使用的单级减速器现状,利用GT整车仿真软件建立蓄电池、电动机及驱动系统和整车仿真模型,通过对整车行驶动力性能和续驶里程的仿真分析,对减速器速比的选择依据进行研究,并在实车上进行仿真验证,得出不同的整车性能定义下相对合理的速比选择范围。     

基于动态建模仿真的纯电动汽车动力性分析

针对纯电动汽车的动力性分析问题,根据电机的测试数据,建立基于Simulink的动态仿真模型,并进行纯电动汽车动力性指标的仿真计算。结果表明:动态建模仿真方法比传统的动力性计算方法更方便更有效,能反映纯电动汽车在实际道路行驶时负载突变状态下整车的动力性能特点。     

双馈感应发电机动态模型的研究

从电机学基本原理出发，建立了用电压源代替转子绕组电气注入的双馈感应发电机3阶动态模型．该模型阶数较少，物理意义明确，适用于描述调速范围较大的双馈感应发电机，例如大型变速恒频风力发电机组中的双馈感应发电机，并且应用MATLAB对该动态模型进行了仿真研究，仿真结果表明了该模型的正确性。     

转差频率矢量控制仿真研究

在基于转子磁场定向的旋转坐标系下,建立了不带磁通闭环的只带转速闭环的交流异步电机转差频率矢量控制系统仿真模型,实现了交流异步电机的解耦控制．转速闭环采用带限幅的PI调节器,主电路采用电流滞环控制PWM逆变器．仿真结果表明,转差频率矢量控制系统具有良好的动静态性能．     

基于PID控制的EPS系统建模仿真研究

在分析电动助力转向系统数学模型的基础上,构建了基于MATLAB/Simulink的电动助力转向系统仿真模型。采用曲线型助力特性曲线,基于PID控制策略对电动机目标电流进行闭环跟踪控制。分析结果表明:所研究的PID控制策略具有良好的助力性。     

基于神经网络PID的连挤连轧速度控制系统

根据连挤连轧速度控制的特点,将改进BP神经网络与PID控制算法相结合,采用西门子S7-200型PLC实现连挤连轧机的变频调速控制.通过与传统PID和BP神经网络PID算法比较,改进BP神经网络PID控制器具有较短的动态响应时间和良好的跟随性,表明该方法在连挤连轧速度控制中有良好的应用价值.     

A NEW APPROACH FOR PREDICTING DYNAMIC BEHAVIOR OF EXTRA-HIGH SPEED DIGITAL VALVE

Nomenclaturet- Time( s)μ0 - Permeability of air( H/ m)μ- Permeability of the material ( H/ m)U- Voltage( V)I- Circuit current ( A)R- Circuit resistance( Ω)N- Number of coil turnx- Plunger displacement ( m)x- Plunger speedΦ - Magnetic flux ( Wb)B- Magnetic flux density( T)H - Magnetic filed ( A/ m)M- Mass of moving parts( kg)Fmag- Magnetic force( N)Fspring- Spring setting force( N)Fc- Viscidity resistance ( N)Fhyd- Reaction force causedby the flowing oil( N)L- Inductance ( …