级联式三相交错并联Boost变换器控制策略研究

研究了永磁同步电机控制器直流侧前置三相交错并联Boost变换器的级联系统。在忽略输出电容和输入电感内阻的前提下,通过状态变量重构,建立了级联式三相交错并联Boost变换器的小信号数学模型,分析了负载电流波动对母线电压稳定性的影响,并提出了基于负载电流和母线电压偏差前馈的双闭环控制策略。仿真和试验结果表明,该控制策略可有效抑制母线电压的波动。     

N路非理想燃料电池发动机用升压变换器建模

交错并联升压变换器在燃料电池发动机上的应用日益受到重视。文章采用状态空间平均法,考虑阻性寄生参数,搭建N路非理想交错并联Boost变换器模型。根据传递函数完成输入恒流环以及输出恒压串级双环的控制环路搭建与补偿。仿真验证表明,补偿后环路动态响应性能提升明显。     

燃料电池车用DC/DC控制策略优化研究

为提高燃料电池的耐久性、解决燃料电池车用大功率DC/DC变换器存在的升压效率低的问题,基于三相交错式Boost型DC/DC拓扑结构,进行DC/DC变换器控制方法研究,提出DC/DC系统输入输出双重控制及多相交替驱动控制策略,使得DC/DC变换器不仅具有合适的输出电压,还能够使燃料电池输出电流平稳变化,有效改善了燃料电池的工作环境,实现了DC/DC在各个工作点的转换效率最大化。通过仿真和实验对该方法进行了验证,实验结果表明,该DC/DC在全部输出功率范围内转换效率大于93%的高效工作区域可达近100%,且最高效率可达98%,这对于燃料电池汽车动力系统是非常可观的。     

基于神经网络的电动汽车动态无线充电功率控制

为实现多初级绕组并联电动汽车的动态无线充电,建立双发单收无线电能传输系统模型,得到动态模式下的传输特性与磁场分布。为保证输出功率的稳定调节,增加基于副边控制的升压型变换器。设计了反向传播(BP)神经网络控制器,通过控制高频开关管占空比的变化,实现输出电流的平稳控制。仿真分析表明,所设计的BP神经网络控制器在控制速度、超调量、控制稳定性等方面均优于传统PID控制,同时具有较好的泛化能力。     

基于SiC和Si器件的燃料电池汽车DC-DC变换器的性能CSCD

为实现燃料电池汽车输出电压、功率的调节与控制,采用了一种交错式双Boost电路的大功率直流-直流(DC-DC)变换器,其中应用了Si和SiC功率器件。基于电路损耗计算和效率仿真手段,对比分析了全SiC[金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件、SiC二极管]、SiC MOSFET和Si二极管的混合器件和全硅Si[绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件、Si二极管]的变换器在电路损耗。结果表明:Si IGBT的开通和关断损耗约是SiC MOSFET的3倍和10倍,在不同工况下,全SiC变换器的转换效率比全Si变换器高1%~3.1%。因而,SiC功率器件在大功率DC-DC变换器的应用中,能够提高功率密度、可靠性和动力系统工作效率。     

燃料电池轿车DC/DC变换器仿真控制及其故障诊断试验台的开发

根据燃料电池轿车DC／DC变换器的特点和功能建立其模型，给出了控制DC／DC变换器的一种策略和故障诊断的方法。利用labview软件进行仿真，仿真结果表明：这种方法可以安全有效地控制DC／DC变换器，并为车辆控制器的其他模块提供了相应的接口。     

双离合器自动变速器换挡过程的内模控制

为提高双离合变速器的换挡过程平顺性,提出内模控制方法,提高离合器转速差的跟踪精度。设计转矩干扰补偿器来减小发动机端与负载端转矩扰动的影响,并基于平滑可微的参考转速差设计超前校正控制器。即使存在模型不确定与干扰,内模控制系统能维持稳定。仿真与台架实验结果表明,在不同参考输入与模型参数情况下,所提出的控制器均能达到较小的跟踪误差和平顺的换挡效果。     

一种带有比例谐振控制器的供电设备的控制

讨论了一种功率变换器输出的控制方案,该变换器可用于柴油军用车辆的电源系统。电源系统的输出由一个三相四桥臂电压型变换器和正弦波滤波器组成,运用新的控制方案,电源系统可以在任何负载条件下产生三相对称的正弦波输出电压,而波形失真却很小。变换器性能的优劣通过额定功率为18kVA的样品试验进行验证。     

柴油机混合动力控制器硬件在环仿真系统设计

通过对客车柴油机混合动力控制系统的分析,设计开发了柴油机混合动力控制器(HCU)的硬件在环仿真系统,详细介绍了系统方案和混合动力仿真模型的建立,通过Matlab/Simulink,Matlab/Stateflow,C语言和汇编语言混合编程的方法,研制了HCU硬件在环仿真的软件系统;基于V850E MCU研制了仿真控制器HILECU,研制了HCU硬件在环仿真的硬件系统,最后以单轴并联混合动力系统为对象,进行了混合动力控制器HCU硬件在环仿真试验研究。     

混合能量存储系统中直流变换器在峰值电流控制下的混沌问题EI北大核心CSCD

由于超级电容的工作电压范围广,直流变换器在无电流补偿的峰值电流控制下出现分岔,甚至产生混沌现象。本文中研究了双向直流变换器在超级电容和电池主动并联混合能量存储系统应用中的控制问题,确定了发生分岔时电池和超级电容的工作电压关系。结果表明,采用电流斜坡补偿方法,可使直流变换器在电池和超级电容的工作电压范围内不发生分岔和混沌现象,改善了控制质量。     

混合能量存储系统中直流变换器在峰值电流控制下的混沌问题

由于超级电容的工作电压范围广,直流变换器在无电流补偿的峰值电流控制下出现分岔,甚至产生混沌现象。本文中研究了双向直流变换器在超级电容和电池主动并联混合能量存储系统应用中的控制问题,确定了发生分岔时电池和超级电容的工作电压关系。结果表明,采用电流斜坡补偿方法,可使直流变换器在电池和超级电容的工作电压范围内不发生分岔和混沌现象,改善了控制质量。     

The Design of Hybrid Energy Storage System for Hybrid Electric Vehicles

针对动力电池在混合动力汽车中频繁大功率充放电的问题,采用了电池和超级电容并用的能量存储系统,利用超级电容高功率特性来改善储能系统的性能.本文研究了电池与超级电容直接并联和主动并联两种混合能量存储系统,后者采用零电流转换软开关直流变换器来连接超级电容和电池.在Matlab Simulink平台建立零电流转换软开关直流变换器的动态模型、超级电容和电池模型,并在AVL Cruise中进行仿真.结果表明:直接并联方案不能充分发挥超级电容的能力;而主动并联方案降低了纯电动工况和制动能量回收工况下电池的峰值电流,电池端电压变化范围缩小,能量效率比单一电池的能量存储系统提高了14.92％.另外,由于采用了模糊PID控制算法,改善了动态响应性能.     

基于dSPACE的汽车驱动力控制系统硬件在环研究

针对汽车驱动力控制系统研制了硬件在环试验台,该试验台硬件部分包括制动系统、dSPACE实时仿真系统、传感器和TCS控制器;软件部分包括车辆动力学模型、dSPACE实现软件RTI和试验软件ControlDesk、控制器控制算法.进行了低附着均一路面和附着系数分离路面两种工况的硬件在环试验.结果表明,硬件在环试验可以快速验证控制器控制逻辑,缩短产品开发时间和减少道路试验.     

串并联永磁对共轨高速电磁阀电磁力的影响

高速电磁阀性能直接影响高压共轨柴油机燃油喷射系统的特性,为揭示新型高速电磁阀串并联永磁与电磁混合励磁的作用机理,采用数值模拟方法分析了串、并联永磁体对系统电磁力的影响。首先采用ANSYS Maxwell软件建立了新型高速电磁阀仿真模型并验证了模型的精度;然后通过仿真分析了全工况下串、并联永磁环参数及其交互作用对高速电磁阀电磁力的影响。结果表明:电磁力与并联永磁环高度正相关,而与串联永磁环高度负相关;随着驱动电流的增加,串联永磁环高度与并联永磁环高度之间的交互作用逐步减弱。     

EDR控制器硬件在环测试系统的研究

为了避免汽车事故记录仪(Event Data Recorder,EDR)控制器由于控制功能不完备而导致功能缺陷的问题,文章搭建了EDR被控对象模型并结合dSPACE硬件板卡开发了一个EDR控制器硬件在环(Hardware-In-the-Loop,HIL)仿真系统,实验结果表明文章中开发的EDR控制器硬件在环仿真系统可以实现EDR控制器工作工况的实时仿真,从而验证EDR控制策略和标定控制器中相关参数。由于被控对象模型的灵活可变性,EDR控制器开发人员可定量的研究单个因素或多个因素对EDR控制策略的影响,可大大减少开发周期。     

6AT控制器的快速控制原型及硬件在环仿真研究

介绍了6AT的控制策略;进行了其控制器快速控制原型仿真和硬件在环仿真试验,并使用开发的6AT控制器进行样车试验。结果表明,该控制器满足性能要求,快速控制原型及其硬件在环仿真能提高控制器的开发效率。     

HEV控制器硬件在环仿真平台的研究与开发

针对控制器传统开发方法中存在的局限性以及混合动力汽车动力传动系统控制的复杂性,应用控制系统现代开发技术,为某型混合动力客车多能源动力总成控制器开发了硬件在环仿真测试平台,该平台包括实时硬件和系统模型、信号调理电路等,并利用它对控制器进行了仿真测试。仿真测试结果与试验结果说明,所开发平台模型的精度基本能够满足仿真测试要求。控制器的环境试验和在EMC试验中的成功应用以及控制器在车上的正常运行,验证了在混合动力汽车多能源动力总成控制器的开发过程中采用自行开发硬件在环仿真测试平台这一技术方案的可行性。     

客车运行中常出现的“莫名其妙”问题——电磁兼容问题(九) (九)电动客车关键零部件电磁兼容特性(2)

上一期介绍了电动客车的基本结构和关键零部件,本期重点介绍电动客车直流/直流(DC/DC)变换器的电磁兼容性能。电动客车DC/DC变换器主要用于对动力电源的输出进行控制,实现动力电池(或超级电容)与电机控制器     

客车横摆稳定性预设性能PID控制

针对客车转向横摆稳定性控制问题,提出了一种预定性能PID控制方法。首先,构建了车辆二自由度模型和电液复合转向系统（EHCSS）模型的集成模型。然后,设计了用于客车主动转向控制的预设性能PID控制器,该控制器能够预先设定误差收敛时间和收敛精度。最后,利用硬件在环设备,对所提控制方法进行验证。实验结果表明：预设性能PID可以精准地跟踪期望值,并且误差都收敛于预设性能范围内,有效地提高了客车在转向时的横摆稳定性。     

模型跟踪控制在复合制动系统中的应用

本文旨在协调复合制动系统中的机-电制动力矩,确保车辆的制动效能。以搭载基于常规的逻辑门限值控制的液压防抱死制动系统车辆单轮模型为仿真平台,构建了复合制动控制器。针对以轮速为控制变量的模型跟踪控制方法的缺陷,搭建了以车轮角加速度为控制变量的模型跟踪控制器,并通过仿真对比验证了其改进效果。硬件在环试验结果验证了控制策略的有效性。