多轮驱动履带车辆功率匹配计算与仿真分析

传统电传动设计方案下同时满足车辆大扭矩和宽调速范围的电机体积、重量大,难以集成在车辆有限空间内,针对这一难题,提出了一种新型多轮驱动电传动车辆设计方案。结合该方案,以原车性能指标为依据,进行了电机驱动系统的性能匹配计算,建立了基于Matlab/Simulink的驱动电机模块和基于RecurDyn/Track-HM车辆动力学仿真模块,并利用接口技术构建了机电一体联合仿真模型,而后通过车辆动力性能的仿真,对设计方案及功率匹配结果进行验证。仿真结果表明,匹配算法正确,所选参数合理,设计方案基本可行,为进一步研究奠定了基础。     

多轴轮毂电机驱动车辆动态负载特性研究

基于ADAMS建立了多轴轮毂电机驱动车辆动力学模型,绘出包括车速和转向半径在内的驱动电机动态负载特性曲面。分析了车辆直驶和转向工况下负载特性,通过动力学模型反向求解电机输出端负载,经功率匹配验证负载合理性。实验结果表明:负载功率匹配良好,车辆模型稳态转向特性良好。仿真结果集编制成负载特性曲面,较好地反映出车辆在不同行驶工况下各驱动电机动态负载变化特性。     

轮毂电机驱动车辆转向控制策略

为提高轮毂电机驱动车辆转向机动灵活性以及安全稳定性,提出了一种基于直接横摆力矩控制的转向控制策略。以带有双桥转向机构的8轮轮毂电机驱动车辆为研究对象,研究其双重转向控制问题,建立基于车辆二自由度单轨模型的车辆参考模型,并以横摆角速度作为控制变量,建立基于横摆力矩PID控制器和横摆力矩分配控制器的转向分层控制模型。利用硬件在环实时仿真实验对所提出的转向控制策略的可行性和有效性进行分析验证。     

军用履带车辆电传动匹配计算

为给军用履带车辆电传动部件选型提供理论依据，对某车型的双侧电机传动方案中驱动用永磁同步电动机及主要部件的性能参数进行了匹配计算，并根据车辆对驱动系统大转矩和宽调速范围的要求，提出了驱动电机必须具备的过载能力和弱磁能力，最后利用仿真手段验证了计算方法的有效性。     

电驱动装甲车辆双重转向控制联合仿真

为了提高轮毂电机驱动装甲车辆转向的灵活性及越野机动性能,借鉴履带车辆滑移转向思想,采用双重转向控制策略。以车辆的横摆角速度为控制目标,设计了自抗扰控制器,通过调整两侧轮毂电机转矩输出产生直接横摆力矩,进而调节车辆横摆角速度,实现装甲车辆双重转向。在Adams中建立车辆动力学模型的基础上,构建Adams与Matlab环境中的联合仿真模型,并进行了联合仿真,结果表明,基于直接横摆力矩控制的双重转向增大了外侧动力输出,减小了车辆在中低速转向时转向半径,提高了车辆的转向性能。     

电传动履带车辆转向行驶控制策略仿真研究

以双侧电机独立驱动这一典型电传动方案为研究对象,针对转向行驶控制的难题,提出了基于功率-转速复合调节的转向行驶控制策略,对驾驶员操控信号进行了解析,基于Matlab软件和RecurDyn软件建立了电传动车辆的机电一体联合仿真模型,对车辆典型转向工况进行了仿真试验,验证了转向行驶控制策略的有效性。     

分布式电驱动履带车辆容错分配控制策略

分布式电驱动履带车辆的驱动电机数目多、分配维数高,主电机故障时,会严重破坏行驶的平顺性和稳定性,影响驾驶安全.针对主电机故障时动力重分配的问题,采用一种规则与故障因子约束分配律相结合的分配方法,提出了一种容错分配控制策略,提高电机故障时的动力性和安全性.然后构建了Matlab与RecurDyn联合仿真模型,进行了主电机故障时的直线和转向行驶仿真实验,表明所提出了容错控制策略能够大大提高车辆行驶的安全性和稳定性.     

基于轮毂电机驱动的8×8车辆驱动防滑控制联合仿真研究

为克服传统电传动车辆驱动防滑仿真只侧重机械或者电气特性的缺点,提出了跨平台机电联合建模与仿真的方法.以某型8×8车辆为研究对象,在ADAMS中建立车辆模型,在Matlab中建立基于滑转率PI控制的防滑控制器模型,采用低附着路面加速行驶和过垂直障碍2种仿真工况进行防滑控制联合仿真试验,试验结果验证了该方法的有效性,从而为研究电传动轮式车辆的防滑控制提供了一条新的思路.     

履带车辆悬挂系统振动仿真与减振器能耗分析

为研究履带车辆传统减振器的能耗与路况、车速的关系,应用动力学仿真软件RecurDyn建立了突出悬挂系统的履带车辆模型。依据国际标准,用不同等级的随机路面表示不同路况,并改变模型中的主动轮驱动转速,得到不同车速。仿真与分析结果表明:同一路况下,车速对减振器能耗的影响不大;同一车速下,路况越恶劣,减振器能耗显著增大。研究结果对履带车辆馈能悬挂的研究具有一定的指导意义。     

三相逆变器并联驱动系统环流的研究

三相逆变器并联驱动系统能有效地为大功率电机驱动提供能量,但同时也带来环流问题。环流会使得三相电流波形畸变,导致电机转矩输出波动,降低电机效率。鉴于此,首先基于坐标变换将ABC三相交流分解为dq0直流,并在此基础上建立了共直流母线三相并联逆变器等效电路模型;然后,研究了并联环路不同参数对环流影响;最后,基于并联逆变器驱动系统实验验证了文中理论及仿真分析的正确性。     

履带装甲车辆采用永磁同步电动机驱动研究

为了提高车辆的机动性能,世界各国纷纷开展电传动系统研究。采用永磁同步电动机控制系统作为电传动车辆的驱动系统是可行方案之一。文中建立了永磁同步电动机控制系统的数学模型,提出了适合于履带车辆电传动系统的电机控制策略与方法,并将永磁同步电动机控制系统在履带车辆电传动中应用进行仿真与分析,最后,给出了永磁同步电动机控制系统在装甲车辆电传动中应用可行的结论。     

电传动车辆牵引电机弱磁控制与半实物仿真

为使车用牵引电机在弱磁控制模式下的输出转矩跟随电机最大输出能力,在采用基于磁链的定子电流控制方法的基础上,提出一种最优转矩控制算法,实现时间最优控制,提高系统响应的快速性。基于dSPACE构建了快速控制原型半实物仿真系统,对控制算法进行了多种工况下的仿真试验验证。试验结果表明：该控制系统能够快速、无差地跟踪速度给定信号,实现弱磁区转矩优化控制。     

新型机动电源保障平台研究

为满足陆军装备对电源保障的特殊要求,提出了一种由发动机-发电机组、电功率变换器、蓄电池、交流电机驱动系统组成的新型机动电源保障平台,对平台中主要子系统进行了设计和开发,完成了一吨级4×4混合动力新型机动电源保障平台的研制。试验结果表明：研究成果不仅实现了保障平台机动能力强、功能多等要求,而且具有良好的操控性。     

电驱动履带车辆带约束广义预测速度控制

电传动履带车辆存在的参数非线性时变性强、惯量大,路面阻力容易受强扰动等特点,采用传统的PI控制容易产生较大的超调,降低暂态控制性能,传统的滑模控制算法难以克服常值扰动,消除稳态误差,易引起输出量剧烈抖振。针对上述问题,设计了广义预测速度控制器,结合电机饱和特性,对控制量进行了约束。仿真实验表明,所设计的控制算法能够克服系统参数非线性时变、路面扰动因素的影响,且跟踪准、响应快、超调小。     

基于转速控制的电传动车辆动力分配策略

为解决电传动车辆行驶过程中的动力分配问题,在车辆整体方案设计的基础上,对驾驶员操作指令进行合理的解析,并提出了一种基于＂转速控制＂方式的动力分配控制策略,通过对左、右侧驱动电机进行转速控制给定,实现车辆在各种复杂工况下的正常行驶,最后进行了系统建模和仿真。结果表明：基于该动力分配控制策略,车辆可实现稳定直驶、任意半径转向、中心转向以及电气制动等工况要求,并且具有良好的动力性能。     

Driving force coordinated control of an 8 ×8 in-wheel motor drive vehicle with tire-road friction coefficient identification

Because of the complexities of tire-road interaction,the wheels of a multi-wheel distributed electric drive vehicle can easily slip under certain working conditions.As wheel slip affects the dynamic per-formance and stability of the vehicle,it is crucial to control it and coordinate the driving force.With this aim,this paper presents a driving force coordination control strategy with road identification for eight-wheeled electric vehicles equipped with an in-wheel motor for each wheel.In the proposed control strategy,the road identification module estimates tire-road forces using an unscented Kalman filter al-gorithm and recognizes the road adhesion coefficient by employing the recursive least-square method.According to road identification,the optimal slip ratio under the current driving condition is obtained,and a controller based on sliding mode control with a conditional integrator uses this value for accel-eration slip regulation.The anti-slip controller obtains the adjusting torque,which is integrated with the driver-command-based feedforward control torque to implement driving force coordination control.The results of hardware-in-loop simulation show that this control strategy can accurately estimate tire-road forces as well as the friction coefficient,and thus,can effectively fulfill the purpose of driving force coordinated control under different driving conditions.     

高性能永磁交流伺服系统研究

重点介绍了永磁交流伺服系统的控制策略,位置检测和辨识、主电路和驱动技术等关键技术.在研究了其物理方程、转矩方程和等效电路的基础上,提出了永磁同步电机的数学模型.叙述了矢量控制的原理,构建了永磁同步电机交流伺服系统,并对上述电机模型,矢量控制方法及相关硬件设计进行了研究.