改善后轮独立驱动汽车过弯效率的转矩分配控制

针对分布驱动式电动汽车在转矩分配上较少研究转矩横向分配对驱动车轮滑转率的抑制作用及其对过弯性能的改善这一问题，利用其各轮转矩独立可控的性能优势，提出了一种基于轮胎纵向刚度估计和最佳滑转率识别的转矩定向分配控制方法，以降低驱动轴平均滑转率. 根据轮胎与路面的简化附着特性，理论上分析了转矩定向分配能够降低轴平均滑转率的原因. 采用递归最小二乘法（RLS）设计了轮胎纵向刚度估算器，并基于已估算的轮胎纵向刚度，以及在线识别的车轮的最佳滑转率制定了转矩定向分配控制策略. 仿真试验结果表明，提出的转矩定向分配控制策略可以有效地减小驱动轴的平均滑转率10%以上，而且还能够减小过弯时驾驶员的方向盘转角输入约14%，实现了提高过弯效率和改善转向机动性的双重目的.     

基于滑移率的双电机电动汽车转矩分配系统

针对双电机驱动电动汽车车轮打滑引起的动力损失问题,引入采用模糊PID(比例积分微分)控制算法的踏板调整系数,建立了基于车轮滑移率的转矩动态优化分配方法,并利用美国NI公司的Motohawk搭建了整车模型和策略模型;在Veri Stand的基础上研发了面向整车模型的上位机控制系统,应用Kvaser将策略下载到整车控制器内,实现了在D2P(快速原型设计)设备上的硬件在环仿真测试。测试结果表明,所建立的转矩分配策略可以合理的将转矩分配到前后轴上,同时可将前后轮的滑移率有效控制在10%以内,提高了电动汽车的效率和性能,为双电机电动汽车的转矩分配提供了有益参考。     

基于稳定性的DEV分层控制策略研究

利用分布式驱动电动汽车(distributed-driven electric vehicle,DEV)转矩可灵活分配的特点,提出一种基于分层控制的最优转矩协调分配控制策略以提高整车操纵稳定性。设计了上下两层控制器:上层作为集中控制器,以期望横摆角速度作为目标,根据当前汽车状态及路面条件计算出使汽车保持稳定运行状态所需的总驱动转矩,并分配至各驱动轮;下层作为分布控制器,以各驱动轮滑转率为控制变量,采用PID控制算法对各驱动轮施加补偿转矩,使滑转率控制在最优滑转率附近,以提高汽车操纵稳定性。在MATLAB/Simulink中建立相应的仿真模型、控制器,并设计相应的控制策略,对不同路面进行多工况仿真验证。结果表明:控制器的控制策略能较好地利用路面的附着力,在一定程度上改善了车辆启动时的滑转现象,从而提高了整车转弯时的操纵稳定性。     

半履带气垫车滑转率控制仿真

在分析半履带气垫车所受土壤力的基础上,建立了牵引效率和总功耗的理论模型,讨论了滑转率同牵引效率和总功耗的关系.在起步加速和匀速直线行驶情况下,分别以牵引效率最大和总功耗最小为控制目标,设计了带模糊PID控制器的滑转率控制系统,通过调节履带驱动轮的输入转矩保证控制目标的实现.采用MATLAB/Simulink软件对所设计的控制系统进行了仿真研究.仿真结果表明,对于给定的车辆参数和土壤条件,采用带模糊PID控制器的滑转率控制系统能够使半履带气垫车稳定行驶在最佳工作状态.该研究结果为半履带气垫车控制系统的设计提供了理论指导.     

前驱轮式沥青路面冷铣刨机牵引性能试验

分析了铣刨阻力与前后轮有效附着重力、切线牵引力、滑转率、行走功率和铣刨功率间的关系,进行了某前驱轮式冷铣刨机牵引性能试验.结果表明:实心轮胎与沥青路面间的滚动阻力系数和附着系数分别为0.02,0.65;行驶阻力占最大牵引力的比例约为7.1%,铣刨阻力水平分力为切线牵引力的主要部分,滑转率随铣刨阻力水平分力增大而增大;分别采用高斯拟合和二次多项式拟合得到了滑转率与切线牵引力在滑转率全区段及0~26%时的拟合方程;滑转率在4%~24%时牵引效率均大于70%且铣刨机工作状态稳定;最大牵引效率下的滑转率为10%,可作为该试验样机额定滑转率,且额定滑转率下的牵引力输出应与平均铣刨阻力相对应,24%可作为其最大稳定工作滑转率.     

融合工况预测的混合动力拖拉机自适应能量管理策略

针对传统等效燃油消耗最小策略(ECMS)下等效因子取值固定和工况适应性差的问题,提出了一种融合拖拉机工况预测的自适应等效燃油消耗最小策略(PA-ECMS)。以搭载混合动力液压机械无级变速动力总成的大马力拖拉机为研究对象,将ECMS策略应用于混合动力拖拉机的动力分配。首先,基于径向基(RBF)神经网络,建立了拖拉机工况预测模型,通过历史工况预测未来一段时间的工况信息;接着,结合电池荷电状态(SOC)反馈和预测的工况信息,对等效因子进行自适应调整;最后,在PA-ECMS策略框架下,对混合动力拖拉机的功率进行优化分配。仿真结果表明：与固定等效因子的ECMS策略和仅基于SOC反馈的自适应等效燃油消耗最小策略(A-ECMS)相比,采用所提策略时拖拉机在犁耕工况下的油耗分别降低了6.30%和2.55%,且具有更好的电量维持性能。     

基于模糊DSMC的全轮独立电驱动车辆滑转率控制

针对全轮独立电驱动车辆滑转率控制中的振荡问题,提出了一种基于模糊动态滑模(DSMC)理论的控制方法.在对滑转率进行准确估计的基础上,采用模糊方法实时调节动态滑模的滑模面构成参数及滑模趋近律,从而获得光滑平稳的电机转矩输出,以实现独立电驱动车轮的防滑控制.结果表明: 该方法有效消除了常规滑模方法易出现的振荡现象,提高了滑转率控制对系统不确定参数的适应性和鲁棒性.     

基于模糊路面识别的4WID电动车驱动防滑控制

针对四轮独立驱动(4WID)电动车的驱动防滑(ASR)问题,研究了基于模糊识别路面的控制方法.为了快速、准确识别低附着路面,提出了通过模糊规则将小滑转率、小附着区域的路面利用附着系数和滑转率估高的方法.利用4WID电动车四轮驱动力矩独立可控、转速和转矩易于获得的特点,实时估算路面利用附着系数和最优滑转率,控制各轮驱动力矩实现驱动防滑.仿真实验表明:基于模糊识别路面的4WID电动车ASR能够快速准确识别低附着路面,抑制驱动轮滑转,提高了车辆行驶稳定性和动力性.     

前、后轴双电动机驱动纯电动客车的转矩分配策略

针对驱动防滑策略与转矩最优分配策略的协调问题,基于实时粒子群优化算法,提出一种综合考虑车辆稳定性和经济性的综合转矩分配策略.以滑移率为控制目标的驱动防滑策略输出前、后轴转矩指令限值.以实时优化为优化方法的粒子群算法通过将驱动防滑策略输出的前、后轴转矩指令限值作为动态约束条件,使转矩最优分配策略可以在驱动防滑策略生效时正常运行.基于AVL-Cruise与Simulink平台,建立了整车经济性联合仿真模型,对综合转矩分配策略的优化效果进行分析.结果表明:在选择的3种循环工况下,100 km电耗平均减少了4.79％,续驶里程平均提高了5.49％,综合转矩分配策略在保证客车纵向稳定性的前提下,改善了燃油经济性.     

液驱混合动力车辆纵向运动控制策略

根据液驱混合动力车辆的特点,提出了一种集成驱动和制动控制的纵向运动控制策略.建立了基于模糊PTD控制策略的驱动、制动控制器,并结合将驱动时的滑转率和制动时的滑移率统一处理的设想,设计了车辆的纵向运动控制策略,并利用MATLAB/Simulink工具进行仿真.仿真结果表明:该策略具有响应速度快,将滑移率和滑转率控制在-0.2到0.2安全范围内的特点,可以较好地满足车辆的行驶要求.     

冷铣刨机系统的数学建模及仿真

在建立的冷铣刨机整机系统数学模型的基础上,对铣刨机3种铣削深度下的作业速度与滑转率之间的变化规律进行了仿真研究.结果表明:在3种载荷下冷铣刨机的作业速度接近最大时,其滑转率为23%;当变量泵的排量继续增加时,机器作业速度几乎没有增加,而滑转率迅速增加.     

基于FCMAC神经网络的PHEV转矩分配策略

针对混合动力汽车转矩分配策略对整车的燃油经济性和排放性能具有重要的影响,提出了基于模糊小脑模型(FCMAC)神经网络控制的整车转矩分配方法.以某变速箱前置式双轴转矩耦合并联混合动力汽车为研究对象,建立了以发动机的输出转矩为目标的FCMAC神经网络控制策略,将输入量离散化后的高斯基模糊隶属度进行规则相乘后作为FCMAC神经网络的输入,经过hash映射及权值调整输出发动机转矩,实现了混合动力汽车的转矩分配.在AVL-Cruise及Matlab/Simulink平台上建立仿真模型,将其控制策略与基于逻辑门限值控制策略的仿真结果进行比较.结果表明:在NEDC工况下FCMAC控制策略较逻辑门限值控制策略,油耗与排放都有改善,提升了并联式混合动力汽车的燃油经济性和排放性.     

并联混合动力拖拉机传动系参数设计及性能分析

针对大功率轮式拖拉机存在的档位过多、操作复杂和牵引效率低等问题,基于拖拉机工作特点、并联混合动力传动系统原理和拖拉机犁耕工况下的负载特性,对132 k W并联混合动力拖拉机的动力系统、耦合系统和传动系统等相关参数进行了合理匹配设计。结合给定的输出特性目标及控制方案,对并联混合动力拖拉机的理论牵引特性进行分析,并与东方红-1804大功率轮式拖拉机对比。对比结果表明:并联式混合动力拖拉机的牵引效率特性、滑转率特性、动力输出功率特性、牵引功率特性和行驶速度特性等理论牵引特性的各项指标均有一定的改善,牵引性能更优越。其动力性和经济性得到提高,并减少了档位数量,有利于传动系统的结构简化和操控。     

4WD电动车滑转率识别及防滑控制研究

实时地根据路面附着状况选择最优的滑转率控制目标是电动车驱动防滑控制策略的关键。针对双转子电机四轮驱动电动车的特点,本文首先采用自适应Kalman滤波估计车速信息和轮胎驱动力信息并利用该信息实时计算出附着率－滑转率曲线的斜率k,以对路面附着状况进行准确评估。以估计的路面信息和踏板输入信息为模糊控制器输入,利用带速度修正因子的模糊控制方法对驱动电机输出转矩进行控制以提高电动车在各种道路条件下最大地利用附着系数的能力,获得最佳的驱动防滑控制效果。     

用于电动汽车的模糊转矩控制系统的仿真

为了改善电动汽车驱动系统的性能,提出了一种感应电动机的模糊转矩控制系统。系统选用电机定子磁链误差、电机电磁转矩误差及磁链位置角作为模糊变量,利用模糊逻辑选择开关状态,有效地提高了系统暂态时转矩响应。仿真结果证明,本文提出的控制方法保证电机高效、稳定、快速地产生电磁转矩。通过比较模糊转矩控制系统和直接转矩控制系统,模糊转矩控制系统更适合作为电动车驱动系统。     

液压挖掘机并联混合节能动力系统多目标优化控制策略

针对采用电容蓄能进行能量回收的并联式液压挖掘机混合动力系统提高能量效率和降低转矩变化幅度的问题,提出了一种基于实时优化力矩分配的新型多目标优化控制策略。根据负载特性将由电动机/发电机与柴油机构成的混合动力装置的工况分为高负载和低负载两个采用不同目标转速的工作区,通过曲线拟合对定转速下转矩与能量效率特性关系进行建模,构建以转矩为变量的目标函数,并通过惩罚函数对转矩变化幅度进行限制,提高系统的能量效率并降低转矩变化对系统机械结构的损害。采用仿真程序和模拟实验平台分别进行了实验,以验证该策略的效果。实验结果表明:与固定比例转矩策略相比,系统的最大转矩变化幅度降低了37.9%,总体能量损耗和燃油损耗分别降低了8.74%和8.9%。采用该控制策略后,系统在提供相近的功率输出特性的情况下,其总体的能量消耗、燃油消耗和转矩特性均得到了改善。     

ISG并联混合动力轿车最优转矩分配策略

能量管理策略对混合动力汽车燃油经济性的改善具有关键作用。因为ISG混合动力轿车发动机转速不是受控变量,转矩成为能量管理策略惟一的控制变量,使其实质为转矩分配策略。考虑动力总成部件之间能量传递转换效率得到电机等效燃油消耗量,由此得到不同待选分配点动力总成等效燃油消耗率,以动力总成等效燃油消耗率最小化为原则优化转矩分配,使整车燃油经济性达到最优。通过离线计算,使转矩分配成为根据整车需求转矩、发动机转速和超级电容电压进行简单查表的过程,解决了计算量大的缺点,方便了实际应用和实时控制。建立整车和控制策略模型进行仿真计算,基于中国乘用车城区瞬态循环,与传统逻辑门限值分配策略相比,整车燃油经济性改善提高了5.2%。     

双轴驱动纯电动汽车驱动转矩的分配控制策略

针对双轴驱动纯电动汽车的前后电机驱动转矩分配,基于电机的map特性,建立以双电机利用效率最大化为目标的优化模型,获得双驱动电动汽车不同转速与转矩需求下的双电机最优转矩分配模型.针对双轴驱动电动汽车,设计了普通、动力与经济3种驾驶驱动模式,并基于优化模型制定了3种驱动模式的转矩分配优化策略.最后以轻量化纯电动中巴为对象,建立了Carsim/Simulink联合仿真模型,分别以0～60 km/h加速实验验证动力性能,以NEDC工况的经济性验证效率.仿真结果表明,在3种驱动模式下,文中所提出的策略能小幅度缩短电动中巴的加速时间,将NEDC工况的续航里程分别提升2.20%、4.56%与6.60%,从而为双轴驱动电动汽车提供了一种双电机转矩优化分配的新方法.     

采用模糊控制器的感应电机直接转矩控制

提出了一种采用模糊控制器的异步电机直接转矩控制系统,应用模糊逻辑来确定逆变器的开关状态,把磁链位置、磁链误差和转矩误差作为模糊变量,模糊控制器基于一套模糊规则来选择开关状态,从而有效地提高系统在启动和转矩指令突变时的响应速度。     

转矩分配策略在SRM中的应用及其优化

转矩脉动较大是开关磁阻电机(SRM)的主要缺点。为了减小转矩脉动,提高电机性能,将转矩分配策略应用到电机中。由于开关磁阻电机的非线性,在转矩分配策略中,传统PID控制器的效果受到了限制。考虑到神经网络对非线性系统的自学习和自适应能力,提出采用RBF神经网络PID控制器进行优化。仿真结果表明,转矩分配策略有效抑制了转矩脉动,优化后的转矩分配策略获得了更好的性能。