六相感应电机调速系统的建模和仿真研究

提出了一种新颖的六相感应电机调速系统的仿真模型。采用广义两轴正交实变换建立了静止坐标系下的六相感应电机的数学模型,给出其在Matlab/Simulink下仿真模型。研究了利用开关函数概念构成实用的六相电压源逆变器仿真模型的设计思想,给出采用Matlab/Simulink实现的具体步骤。整个调速系统模型简洁、方便,解决了仿真模型的收敛性问题,减少了计算时间。仿真结果表明该模型的有效性,为研究不同控制策略下系统的动态性能仿真奠定基础,并极易扩展到任意相交流电机调速系统的建模和仿真研究中。     

电动汽车驱动用感应电机的MATLAB/Simulink仿真

根据矢量控制系统中的坐标变换原理及电机方程简化原则,推出了感应电机在M、T坐标系中的数学模型,然后基于MATLAB/Simulink仿真平台构建了电机系统的仿真模型.仿真和实例验证表明基于MATLAB/Simulink仿真是有效的,所建电机模型正确;矢量控制的感应电机具有良好的调速性能,适用于驱动电动汽车.     

直线感应电机牵引互馈试验台系统仿真研究

在分析直线感应电机动态数学模型的基础上,研究了一种新型的能量互馈式直线牵引传动试验系统.讨论了该试验系统的构成与运行原理,分析了其高效节能、控制灵活等优点.利用计算机仿真技术,建立了包括直线感应电机、逆变器、矢量控制器以及车体在内的直线感应电机牵引互馈试验台系统仿真模型,对该系统进行了全面仿真研究.仿真结果表明了所提出方案的有效性,为实际直线感应电机互馈试验台系统的设计和调试提供了新的思路.     

广义变结构解耦电机系统的稳定化设计

本文研究了感应电机孵耦系统的变结构(滑模)控制问题,分析了用广义系统变结构控制方法设计感应电机系统的可行性与优越性,并给出了感应电机解耦系统的控制方案。仿真例子表明,所得的闭环系统对电机运行参数的变化和负载干扰具有很好的鲁棒性,能快速收敛,并能随意地改变滑动模的系数,以达到不同的性能要求。     

考虑铁损的感应电动机仿真模型研究

推导了感应电动机在同步旋转坐标系下考虑铁损的状态方程，将状态和参数分离开来，用MATLAB CMEX文件S函数建立了考虑铁损的变参数感应电动机仿真模型，用仿真实例验证了模型的正确性、有效性和快速性，为感应电动机的控制问题提供了一个更加接近电机行为特性的高效仿真模型。     

自适应反步法感应电机控制器的设计和仿真研究

基于静止d-q坐标系下的感应电机数学模型,在参数不能确定的情况下,通过位置、速度、磁链和线圈电流信号,采用非线性反步法设计了感应电机的自适应位置控制器,该控制器不依赖于电机参数。基于MATLAB/Simulink仿真平台,建立感应电机位置控制系统仿真模型。仿真结果表明:用该方法设计的控制器得到的位置跟踪误差迅速渐近趋于零,达到了较好的位置控制性能。     

电动汽车驱动效率仿真研究

由于环境污染和能源危机，世界各国加快了电动汽车的研制步伐。驱动效率是电动汽车研究的一个重要性能参数，对电动汽车的行驶性能、能量消耗和续驶里程有一定的影响。通过建立电动汽车的整率动力学模型和仿真研究，分别对单电机和双电机结构下前轮驱动与后轮驱动的整车疆动效率进行分析，得出了电动汽车的高效率驱动形式。     

电动汽车用异步电机矢量控制系统仿真分析

根据异步电机矢量控制原理,建立了电动汽车用异步电机的仿真模型和转子磁场定向下的矢量控制系统模型,并在Matlab/Simulink软件环境下对其进行建模。考虑到时间的延迟,根据定子电压解耦修正算法推导了分析模型,仿真分析结果表明可以改善高频控制的效果。以实际电动汽车用电机为例对模型进行仿真分析,该电机模型具有良好的稳态、动态性能,表明该仿真模型是实用的和有效的。     

感应电机非线性自适应鲁棒控制

基于耗散性与稳定性之间的等价关系和投影原理，设计具有L2增益的非线性白适应鲁棒器应用于感应电机控制是一种新颖的方法．针对感应电机转子电阻与负载转矩的不确定性，在设计控制器时，引入与不确定性参数相对应的可调参数。利用投影定理设计了自适应控制律，在线修正参数值，同时耗散性分析中采用了L2增益算法，使系统不但对不确定项具有鲁棒性，而且对外部干扰具有抑制作用，保证整个闭环系统的动态品质。数值仿真验证了设计方法的正确性。     

感应电机广义模型的建立及仿真研究

根据电机的双反应理论,建立了感应电机的广义数学模型。完全用MATLAB/SIMULINK内含的功能模块实现了电机的广义仿真模型,该电机模型通过一个外部参数γ值的设定,能方便地在工程上常采用的三个坐标系之间转换。仿真结果证明了所建电机模型的正确性。     

基于稳态自适应技术的水下机器人系统在线辨识

针对水下机器人运动和作业过程中的有效载荷变化使得机器人动态特性也相应地发生变化的特点,以开架式无缆水下机器人为研究对象,在对其动力学模型进行简化的基础上,提出了一种基于稳态自适应技术的在线参数辨识方法,进行了与基于最小二乘法的离线参数辨识的对比实验以及水下机器人特性发生变化时的在线辨识实验,水池实验结果验证了基于稳态自适应技术的参数在线辨识方法对开架式水下机器人进行系统辨识的有效性和可行性.     

基于粒子群优化算法的汽车EPS系统参数优化设计

电动助力转向系统（EPS）与汽车性能的协调是其装车时考虑的首要因素之一。应用多体动力学软件ADAMS建立电动助力转向及汽车动力学模型,提出兼顾转向轻便性和汽车侧向行驶稳定性的目标函数。基于粒子群优化算法（PSO）对EPS系统参数进行优化,得到最优解。最后,进行仿真分析和实车试验。结果表明,EPS参数全局优化后,转向盘操纵力矩峰值降低32.2%,侧向加速度峰值降低29.1%,最大超调量降低41.5%,汽车转向轻便性和侧向行驶稳定性均得到明显改善。     

电动汽车/传统汽车混合车队配置及路径优化模型

针对电动汽车、传统汽车共存的企业车队管理现状，提出电动汽车/传统汽车混合车队配置及路径优化模型。模型考虑两类汽车在固定成本、可变成本和续航里程方面的不同，得到混合车队的最优配置及路径结果，同时考虑充电设施的影响。通过改进目标函数中可变成本的非线性特点，将模型转化为标准的线性规划。设计结合分散搜索和改进蚁群算法的混合启发式算法，并将其与Cplex进行对比，证明其有效性。结果表明：高固定成本和低可变成本使电动汽车需要长距离配送，而有限续航里程则限制了配送距离，两者的矛盾使电动汽车的定位模糊，影响企业的采纳；续航里程增加无法彻底改变车队配置结果；充电设施能够影响企业电动汽车的采纳结果。     

考虑电机振动的电动汽车平顺性时域分析模型

在考虑电机总成振动基础上,建立了11自由度电动汽车平顺性时域分析模型,给出其路面模型及数值求解方法。针对某型电动乘用车,给出了脉冲和随机路面输入下典型动力学响应特点,分析了脉冲输入下不同悬置刚度和阻尼、电机总成质量对电机和整车振动的影响。结果表明：所建立模型不仅可分析整车平顺性,还能用于研究电机振动状态及其对整车平顺性的影响;电机总成参数对整车平顺性的影响较小,对电机振动影响明显,增大悬置刚度和阻尼、减轻电机质量有助于降低电机振动。     

多车型电动汽车车辆路径问题的分支定价算法研究

随着环境意识的日益提升和电动汽车的逐渐普及,考虑到物流企业中不同类型的电动汽车的电池最大容量、电池充电率、电量单位消耗率、最大载重量、固定成本和可变成本不同,本文研究含时间窗的多车型电动汽车车辆路径问题,建立了一个混合整数规划模型,并利用分支定价算法求其最优解.为了加快算法的求解速度,本文提出生成下界值的方法以对车辆类型进行预处理操作,并制定了生成整数解上界的策略以压缩解空间.然后,通过用多组算例验证了模型和算法结果的准确性,同时也证明了本文提出的加速过程能有效地提高算法的求解速率.最后,通过不同规模的算例分析了车辆可变成本的变化对结果的影响.     

Multiobjective fault detection and isolation for flexible air-breathing hypersonic vehicle

An application of the multiobjective fault detection and isolation (FDI) approach to an air-breathing hypersonic vehicle (HSV) longitudinal dynamics subject to disturbances is presented. Maintaining sustainable and safe flight of HSV is a challenging task due to its strong coupling effects, variable operating conditions and possible failures of system components. A common type of system faults for aircraft including HSV is the loss of effectiveness of its actuators and sensors. To detect and isolate multiple actuator/sensor failures, a faulty linear parameter-varying (LPV) model of HSV is derived by converting actuator/system component faults into equivalent sensor faults. Then a bank of LPV FDI observers is designed to track individual fault with minimum error and suppress the effects of disturbances and other fault signals. The simulation results based on the nonlinear flexible HSV model and a nominal LPV controller demonstrate the effectiveness of the fault estimation technique for HSV.     

适于高超声速飞行器的三维非线性滑模制导律

综合考虑高超声速飞行器末制导过程中的运动耦合和参数扰动问题,设计了一种适于高超声速飞行器的三维非线性伪最优滑模制导律。首先,针对运动耦合问题,定义视线旋量和视线旋量速度,构建了基于视线旋量和视线旋量速度的高超声速飞行器三维非线性制导参考模型;然后,针对参数扰动问题,基于变结构控制理论,推导出一种适于多约束制导要求的三维非线性滑模制导律,并通过理论推导证明了该制导律的稳定性;最后,引入伪控制变量,完成了制导参数的优化,从而完成三维非线性伪最优滑模制导律的设计。该制导律能够从理论上克服运动耦合和参数扰动问题,其制导参数又满足一定物理意义下的最优性。仿真结果验证了制导律的有效性。     

直线电机地铁车辆曲线通过建模与仿真

分析了直线电机轮轨交通系统车辆与轨道结构的特点，针对广州地铁4号线车轨系统的特征，建立了其动态曲线通过模型。通过仿真计算得到了曲线半径、超高以及行车速度对车辆曲线通过时动力特性的影响规律。通过此项研究，为进一步探讨直线电机车辆曲线通过动力特性、优化线路设计参数以及轨道的养护维修工作打下了良好的基础。     

电传动履带车辆动力性能协同仿真与试验研究

为了把某轻型履带车辆的机械传动系统改装成双电机独立驱动电传动系统,提出了驱动系统中感应电机、侧传动性能参数与整车设计参数和动力性能参数之间的合理匹配理论。借助动力学分析软件RecurDyn和控制系统分析软件Matlab/Simulink,对整车行走系统及电机驱动系统进行了混合建模和协同仿真,提出了转矩控制策略,分别从协同仿真和实车路况试验两方面对整车动力性能指标进行了客观评价。动力性能指标的仿真结果和试验结果均说明了电机驱动系统和整车参数的匹配是合理可行的,协同仿真模型及控制策略是正确的,体现了电传动履带车辆具有优越的动力性能。     

高超声速飞行器的LPV鲁棒变增益控制

针对高超声速飞行器复杂的气动特性和严重参数不确定的纵向非线性模型,提出了一种基于线性变参数(linear parameter varying, LPV)的鲁棒变增益控制方法。首先,采用雅克比线性化方法将非线性系统LPV化,并结合张量积(tensor-product, T-P)模型转换方法进行LPV系统的多胞变换,得到LPV多胞系统;然后,采用H_∞鲁棒控制和增益调度策略设计了鲁棒变增益控制器,保证高超声速飞行器的纵向稳定。该方法不仅避免了复杂的非线性控制器设计过程,而且能够有效地抑制模型参数变化。仿真结果验证了算法的有效性。