电动汽车驱动电机及控制系统试验台方案设计

由于电动汽车具有绿色环保和能源利用效率高等优点,已经成为未来汽车的发展趋势。本文对驱动电机及其控制系统试验台进行了方案设计,详细分析试验台的测功系统、动力电源系统、测量系统。     

双电机电动汽车驱动转矩分配策略研究

针对双电机电动汽车前后电机驱动转矩分配问题,提出一种基于惯性权重线性递减粒子群算法的双电机驱动电动汽车驱动转矩分配策略。根据双电机驱动电动汽车构型特点,基于不考虑传动系统和附件能耗时电池能耗约等于双电机系统能耗的前提条件下,提出以电池能耗最小为优化目标的转矩分配优化模型;在保证双电机转矩之和等于需求转矩的基础上,利用惯性权重递减的粒子群算法在电机效率图里进行搜索,以适应度函数最小时对应的转矩值为目标转矩。仿真与试验结果表明,驱动转矩分配策略能够实现合理的转矩分配,可以保证双电机电动汽车在动力性的基础上具有较好的经济性,在NEDC循环工况下其耗电量下降了0. 66%,整车续驶里程延长了9. 4 km。     

分布式电动汽车四轮轮毂电机驱动系统开发

依据分布式电动汽车用电机需调速性能好、抗干扰能力强、可靠性高的特点,从工程应用出发,设计了一种基于DSP(TMS320F2812)为主控芯片的电动汽车用无刷直流电机控制器。阐述了控制器硬件电路重要模块的工作原理及可靠性设计,开展了电机控制器硬件系统功能检验的实车实验。结果表明该电机控制器有良好的动态特性且运行可靠,稳定性强。     

分布式驱动电动汽车稳定性分层控制策略研究

提出一种分布式驱动电动汽车行驶稳定性分层控制策略. 策略分为基于滑模控制的广义力矩计算层、基于二次规划的滑移率决策层和基于ABS/ASR的滑移率追踪层. 搭建包括双电机独立驱动系统在内的硬件在环仿真平台,进行了分布式驱动电动汽车典型行驶工况的仿真. 与传统车辆稳定性控制策略的对比发现,文中提出的策略能够在对纵向车速影响较小的前提下,提高车辆操纵稳定性,在部分执行器失效时仍能确保车辆的行驶安全.      

对转双转子电机在电动汽车上的驱动特性

研究了一种基于对转双转子电机的电动汽车驱动系统,并对其进行数学建模和仿真分析.分析了双转子电机左右输出轴及传动机构转动惯量的差异对汽车驱动的影响,建立了基于双指数模型的纵向附着系数计算模型.通过理论推导结合仿真分析发现:基于对转双转子电机的驱动系统具有转弯差速功能,转弯时电磁转矩不变;内外转子两侧传动机构的总转动惯量差异对电动汽车的驱动加速度影响很小,在滑移率较小的情况下,汽车两侧车轮几乎具有相同的加速度、速度和滑移率变化量;只要把内外转子两侧传动机构的总转动惯量差异控制在较小的范围内,即使在汽车完全打滑的情况下,汽车两侧车轮的加速度和速度也相差不大.     

采用模型设计的不间断电源整机控制系统开发与设计

针对传统不间断电源(UPS)整机控制策略存在切换条件覆盖面不足、难以追溯问题根源,以及传统的开发方法开发周期长、效率低等问题,采用分层设计方法设计不间断电源控制系统结构.首先,将整机控制策略的制定化分为各层次子功能模块策略的制定.然后,采用基于模型设计的开发方法,在MATLAB/Simulink仿真工具上完成从模型搭建、代码自动生成到软件在环测试的开发过程.最后,将自动生成的代码下载到实验样机上进行集成整机测试.实验结果表明:基于模型设计方法开发的整机控制器可以准确实现UPS切换供电功能;采用分层设计的方法简化控制系统的设计,有助于软件的移植、升级和查找问题;基于模型设计自动生成的代码完全可以替代人工的编码,缩短开发周期.     

独立驱动电动汽车横摆力矩的模糊控制算法

利用驱动力矩独立可控的优点,设计了四轮独立驱动电动汽车直接横摆力矩的模糊控制系统,以提高整车的操纵稳定性。控制器的上层联合反馈横摆角速度和质心侧偏角两个控制变量的偏差,进行模糊PI控制计算出整车所需总的横摆力矩;控制器的下层根据各轮对横摆力矩的贡献、各轮驱动极限和附着极限制定模糊规则,将所需横摆力矩有效地分配到各轮。同时,应用主流的V模式开发方法实现控制算法的快速开发和验证:运用自动代码生成工具,分别将控制算法和整车模型下载到实际控制器和AD5435仿真机,进行硬件在环仿真。不同工况下的仿真结果分析表明:控制系统能够有效地改善车辆的操纵稳定性,控制算法具有可行性和高效性。     

基于模型驱动的业务建模平台研究

为解决管理信息系统软件开发过程中遇到的问题,根据模型驱动的思想,以及管理信息系统开发的特点,给出了一个基于模型驱动的软件开发平台.介绍了平台的设计和实现过程.     

电动汽车电机驱动系统传导电磁干扰建模

电磁干扰是当前电动汽车电机驱动系统设计所面临的一大挑战. 为了在系统设计初期验证电磁干扰抑制技术的有效性和可行性,文中提出了一种基于端口阻抗测量的电机驱动系统SPICE等效电路建模方法. 根据系统部件的物理结构,建立了高压屏蔽线缆模型、电机控制器模型和驱动电机模型,通过实验验证模型的精度. 将部件模型组合在一起,构建了完整的电机驱动系统传导电磁干扰预测模型. 依据GB/T 18655-2016《车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车载接收机的限值和测量方法》和GB/T 36282-2018《电动汽车用驱动电机系统电磁兼容性要求和试验方法》进行了系统带载传导电磁干扰仿真和实验,验证模型的准确性.      

基于内嵌式SMA电机的多指手驱动控制系统

提出了嵌入式方法,室温时将多根形状记忆合金丝嵌入液态橡胶中固化成弹性棒,由此构成内嵌式形状记忆合金电机.以结构小巧紧凑、功能完备稳定的人手为模型与目标,直接将内嵌式形状记忆合金电机作为指节,构造多指拟人机械手.阐述了记忆合金机械手的驱动控制系统的构成与实现.对DSP最小系统、加热模块、检测模块进行了设计.进行了软件系统的规划和实现,构建了完整的记忆合金机械手驱动控制系统.对单机阶跃响应以及多机协调运行等内容进行了实验研究.实验表明,单指节响应上升时间约为0.55 s,机械手基本能够按预定轨迹运行.     

双转子电机在电动汽车上的驱动特性分析

研究一种基于对转双转子电机的电动汽车驱动系统,并对其进行数学建模和仿真分析。分析了双转子电机左右输出轴及传动机构转动惯量的差异对汽车驱动的影响,建立了基于双指数模型的纵向附着系数计算模型。通过理论推导结合仿真分析知：①基于对转双转子电机的驱动系统具有转弯差速功能,转弯时电磁转矩不变。②内外转子两侧传动机构的转动惯量和的差异对电动汽车的驱动加速影响很小,在滑转率较小的情况下,汽车两侧车轮几乎具有相同的加速度、速度和滑转率变化量;③只要把内外转子两侧传动机构的转动惯量和的差异控制在较小的范围内,即使在汽车完全打滑的情况下,汽车两侧车轮的加速度和速度也相差不大。     

轮毂电机驱动电动汽车耦合动力学特性参数灵敏度分析

以两后轮轮毂电机驱动电动汽车为研究对象,考虑车辆动力学纵向、横向和垂向的主要耦合因素,建立了整车16自由度非线性耦合动力学模型;并基于Adams/Car对模型的正确性进行了验证。在此基础上,以侧向加速度、横摆角速度、侧倾角、俯仰角、垂向加速度及轮毂电机定转子间的相对位移为评价指标,对前后悬架刚度、车身与电机质量比、定转子质量比、轴承与轮胎刚度比对动力学评价指标的影响进行分析。在分析各项系统参数对动力学评价指标影响的基础上,采用扰动法对各项系统参数进行灵敏度分析。结果表明,对侧向加速度和横摆角速度影响最大的均为定转子质量比,灵敏度分别为4×10-3和1.21×10-2;前悬架刚度对侧倾角和垂向加速度的影响最大,灵敏度分别为2.69×10-2和2.06×10-2;后悬架刚度对俯仰角的影响最大,灵敏度为2.9×10-3;定转子质量比对两轮毂电机定转子间的相对位移最为敏感,灵敏度分别为9.550 2×10-7和1.007 3×10-6。为后续轮毂电机驱动电动汽车结构参数优化设计及动力学控制的进一步研究奠定了理论基础。     

基于改进遗传RBF神经网络的双电机驱动伺服系统控制

针对常规遗传算法的缺陷,提出了一种基于改进遗传算法和RBF神经网络相结合的控制方法.该方法对RBF神经网络的隐层中心值和宽度进行了优化,用递推最小二乘法训练隐层和输出层之间的权值.最后在双电机驱动伺服系统中进行了仿真试验,结果表明所提出的控制策略是有效的.     

SR电机对轮毂驱动电动汽车垂向振动的影响

针对SR电机对轮毂驱动电动汽车行驶平顺性的影响,本文首先建立了开关磁阻（SR）电机的转矩波动方程,并根据电机的矢量控制原理,利用Sim Power System Toolbox模块库,搭建了电机模型;然后利用Matlab/Simulink软件,搭建了基于电机模型的机-电耦合振动仿真模型,并进行受轮毂电机转矩波动干扰的车辆垂向动力学模拟仿真。研究结果表明：附加轮毂电机后,车身振动和车轮动载荷都会变大;说明此类汽车工程化应用之前,需要优化悬架,以适应轮毂电机的转矩波动。     

电动汽车电机驱动系统分布参数对传导电磁干扰影响研究

构建了电动汽车电机驱动系统传导电磁干扰测试平台,研究电动汽车电机驱动系统带载工况下分布参数对传导电磁干扰的影响.通过测试比较电机驱动系统带载工况下和空载工况下产生的传导电磁干扰,分析系统高低频差模干扰和共模干扰的传播路径,建立相应的等效电路,在频域内分析了传导电磁干扰产生的机理和分布参数对传导电磁干扰的影响.测试结果表明,适当增大电机控制器内部功率器件对地分布电容和直流动力线缆对地分布电容可减小系统产生的高频传导电磁干扰.      

基于模糊RBF神经网络的双电机驱动伺服系统研究

双电机驱动伺服系统中存在齿隙和摩擦等非线性,常规PID控制不能满足其控制要求.针对常规PID控制器参数固定而导致在控制中效果差的缺陷,提出一种基于模糊RBF神经网络整定的PID控制方法.该方法结合了模糊控制的推理能力强与神经网络学习能力强的特点,可以在线调整得到一组适合于控制对象的PID控制参数.最后在双电机驱动伺服系统中进行仿真试验结果表明所提出的控制策略是有效的.     

纯电动汽车驱动电动机系统效率模型的试验

为了在工况变换控制过程中,实现基于电动机系统最佳效率的优化控制,构建了电动机系统效率与转速及转矩之间的关系式.由实车测得的数据,确定了研究工况的范围,在电动机加载试验台上对电动机系统效率特性进行了测试,结果显示被测驱动电动机系统效率η>80%的区域面积占整个测试区域范围的77.1%.基于最小二乘法,对电动机系统效率进行曲面拟合,综合考虑拟合结果的精度及运算工作量,确定采用4次函数构建电动机系统效率模型;利用驱动电动机外特性部分工况点测试结果对模型进行了验证.结果表明:模型计算值与实测值的最大相对误差为3.9%,建立的模型是有效的,该模型能够为在整车控制器中制定基于电动机系统最佳效率的优化控制策略提供依据.     

电动汽车的电气驱动系统

电动汽车以其在节能和环保方面的巨大优势,必将成为21世纪重要的城市地面交通工具.就电动汽车的电气驱动系统的现状和发展前景进行了论述,重点讨论了电机、电力电子和控制技术对电动汽车的重要影响.     

双感应电机驱动履带车辆转矩控制方法

研究双感应电机驱动履带车辆转矩控制方法.通过建立感应电机数学模型,设计转矩PI电压调节器,提出了感应电机转子磁场定向转矩控制策略.建立了履带车辆双感应电机驱动系统,提出了双感应电机综合转矩控制策略.直驶和转向工况电机输出特性实验结果验证了该方法的可行性.