混合动力汽车的电机启动发动机过程仿真研究

研究了在混合动力车用发动机断油条件下,利用电机调速控制方法降低发动机产生的负载扭矩的可行性.运用MATLAB/Simulink软件建立了四缸柴油发动机、永磁同步电机和电机控制器的数学模型,通过数字仿真分析了混合动力车用发动机启动过程中的负载扭矩特性.仿真结果表明,对比最大扭矩控制算法,采用离散模糊PID控制算法可以快速启动发动机并可有效地将发动机转速控制在目标转速附近规律波动,这有助于降低发动机产生的负载扭矩.     

螺杆桩机液压式动力头恒功率系统的设计与仿真

 针对双电机驱动式螺杆桩机动力头扭矩低，转速不均等问题，提出桩机动力头液压系统设计要求及控制策略，并在此基础上设计了基于恒功率泵的全液压桩机动力头回转机构液压系统。利用AMESim对该系统进行建模，并在斜坡负载、带负载启动和突变负载工况下对该系统性能仿真分析，得到3种工况下动力头回转系统压力仿真曲线、动力头负载扭矩与输出扭矩关系曲线和动力头转速曲线。仿真结果表明，所设计的液压系统输出压力稳定，且能随负载变化进行转速和扭矩调节，能够保证桩机在工作过程的稳定性。     

轮毂电机电磁噪声测试方法及特性分析

设计了一种轮毂电机在负载扭矩作用下的电磁噪声测试方法,对不同转速和负载扭矩下的轮毂电机电磁噪声进行了测试,试验结果表明转速对电磁噪声影响较大,而负载扭矩对其影响不明显。基于Ansoft建立气隙磁场有限元模型,求解径向力波,并以此为激励力求解电机外转子的受迫振动响应,利用LMS.Virtual.Lab建立轮毂电机电磁噪声边界元模型,基于正交试验原理对轮毂电机电磁噪声进行仿真计算,分析了产生该试验现象的原因:由于轮毂电机外转子模态频率较高,转速提高导致径向力波频率增大,进而容易引起轮毂电机结构共振,产生较大噪声辐射;而负载扭矩的增加不会影响径向力波的频率,只是使得径向力波的幅值略有增加,因此负载扭矩的增加对轮毂电机的振动状态影响不大,对噪声的影响也不明显。     

基于超级电容的并联式混合动力车转矩控制

针对并联式混合动力车动力系统中发动机和电驱动系统之间存在的能量分配和转矩协调问题,以发动机高效率工作为目的,建立了混合动力车前向式动力系统模型,以发动机稳态特性图和超级电容的SOC值为主要依据,设计了发动机和电动机间的转矩分配控制策略,仿真结果表明所建立的系统模型和协调转矩控制策略能够实时动态的控制发动机和电机的转矩分配,可有效的控制混合动力系统在高效区工作,既满足了系统对动力性的需求,又优化提高燃油经济性.     

混合动力车用马达驱动系统采用线圈切换技术

日本安川电机与马自达共同开发出了由电机、发电机及功率控制单元（PCU）组成的混合动力车（HEV）用系统，是将发动机输出功率全部转换为电力，只以电机驱动的串联混合动力系统。     

液压挖掘机动力系统功率匹配及其节能控制

为使液压挖掘机在负载多变条件下节能降耗,需使发动机与变量泵系统实现功率匹配。建立发动机外部特性与变量泵调节装置的数学模型,并提出动力系统功率匹配节能控制策略以及实现该策略的模糊控制算法,得到节能控制系统的理论模型。通过采用Matlab/Simulink建立发动机与变量泵功率匹配节能控制系统仿真模型,模拟挖掘机在不同负载下节能控制系统的运行状态。将控制算法写入主控制器的电子控制单元(Electronic control unit,ECU),在试验样机上进行试验。模拟仿真和试验结果表明,采用该节能控制算法后,发动机转速能稳定在目标转速附近,并降低燃油消耗率,达到节能效果。     

混合动力汽车由纯电动工况起动发动机特性研究

针对CVT混合动力汽车机电动力耦合系统,划分出工作模式区域,研究了驱动工况下的扭矩管理。为满足整车平顺性要求,结合发动机的动力性和经济性,研究了各工作模式切换过程中机电动力耦合系统控制策略以及发动机与电机之间的动力协调控制算法。进行了整车动力学建模与仿真分析,并采用台架试验进行验证。结果表明,在单电机、CVT式混合动力系统中,采用所制定的扭矩协调控制策略,能有效的降低模式切换过程中的扭矩波动,提高模式切换的品质,实现混合动力汽车各模式切换的平稳控制。     

挖掘机并联式混合动力系统建模及控制策略研究

针对液压挖掘机的并联式混合动力系统,基于其工作机理,建立了包括电池组、电动/发电机、以及柴油机在内的整个系统的动力学模型。重点建立了四缸柴油发动机的瞬态模型,以准确反映发动机转速及扭矩对外负载的动态响应情况。为了提高系统的节能效果,基于系统动力学模型及负载状况,以优化发动机工作点、提高燃油效率为目标,设计了一种多点控制策略。仿真结果表明,柴油机发动机模型合理有效,设计的控制方法能使混合动力挖掘机燃油效率得到了明显提高。     

基于动力学分析的喷涂机器人电机选型

电机驱动负载的计算是喷涂机器人电机选型中的核心问题之一,而喷涂机器人工作时产生高度的动态载荷,增加了电机负载计算的复杂性.针对喷涂机器人电机选型的复杂性,应用虚拟样机技术,建立喷涂机器人的关节电机峰值预估模型,搜索喷涂机器人在工作空间内关节峰值扭矩,从而获得电机的驱动负载.利用峰值扭矩与转速准则进行电机的选型,把驱动负载和候选电机表示在标准峰值扭矩-转速(T(*)max-ω(*)max)图中,利用该图可以直观、方便选择电机.     

发动机-变量泵极限负荷控制系统的设计与仿真

分析传统发动机.液压泵系统产生能最损失的原因,阐述发动机极限负荷控制的原理.根据极限负荷控制原理调节泵的排量,使泵吸收发动机最大扭矩,保证最大限度地利用发动机功率;跟随负载的变化,运用转速感应控制策略调节变量泵的吸收功率与发动机输出功率匹配,使发动机工作速度保持在节能效果突出的转速范围.运用AMEsim软件对A8V0变量泵调节系统进行物理建模和仿真,验证系统转速感应控制策略的有效性,得出系统参数与其动态结果之间的相互关系.     

负载变化对纯电动货车驱动控制策略的影响

针对常规驱动控制策略无法应对纯电动货车负载变化较大的问题,以电机输出的扭矩为控制对象,提出一种基于模糊控制的驱动控制策略:该控制策略的模糊控制器以加速踏板开度和加速踏板开度变化率为输入,以电机输出扭矩的补偿系数为输出;通过电机的扭矩负荷系数和转速制定驱动的基准扭矩;利用实车数据和仿真数据进行对比,验证了AVL CRUI...     

功率提取对启动机功率选取的影响

为研究航空发动机功率提取对启动机功率选取的影响,基于型号研制经验和转子扭矩平衡方程,提出了启动机功率选取的扭矩平衡法并搭建了数学模型。以某型涡扇发动机和空气涡轮启动机为计算平台,利用扭矩平衡法,对不同功率提取量值和功率提取初始转速下的转速上升率和启动机功率需求进行了计算。计算结果表明,随着功率提取量增加,启动过程转速上升率下降,启动时间变长,反之也成立;随着功率提取初始转速的降低,转速上升率下降,启动时间变长,反之也成立。在功率提取量增加或功率提取初始转速降低时,为维持启动过程转速上升率,应提高启动机最大输出功率。     

交变负载下工程柴油机液压转矩均衡控制模型及试验研究

根据液压挖掘机等工程机械的工作特点,分析在交变负载工况下对柴油机进行转矩均衡控制的必要性,仿照大多数工程机械所采用的并联式油电混合动力结构,建立以蓄能器、蓄能泵、助力电动机等液压元件为核心的转矩均衡控制系统的数学模型,以带有全程调速器的485小型柴油机为控制对象,在调速拉杆固定的条件下将柴油机输出转矩设为控制目标,以齿轮泵和比例溢流阀为负载进行建模并开发出转矩均衡控制算法,并进行计算机仿真和台架试验。仿真和试验结果表明,所建数学模型基本反映了实际系统的特性,柴油机转速和输出转矩、蓄能器压力、负载转矩等仿真参数的变化趋势与试验结果一致,所开发的控制算法在多种试验负载下都能完成对柴油机输出转矩和转速的稳定控制。台架负载对比试验表明,在不同工况下转矩均衡控制能使柴油机的耗油率降低10%～20%不等,对短时间峰值负载的驱动能力提高了60%以上。     

增量式PID规律在电机软启动控制中的应用

阐述了增量式PID控制算法和电机软启动基本原理。结合增量式PID的控制优势,简述了其在电机软启动过程控制中的应用。实践表明,增量式PID的应用,简化了控制思路,改善了电流环控制性能,限制了启动电流,平滑了启动转速,取得了良好的电机启动效果。     

混合动力汽车牵引力控制驱动策略建模分析

如何精确地协调发动机系统和电机系统,使得发动机和电机实际作用总和能够实时、准确地满足上层控制求得的驱动轮目标驱动力矩,是混合动力汽车牵引力控制系统(HEVTCS)驱动控制策略所需解决的问题。根据转矩动态协调制定发电机、电机协调控制策略,搭建混合动力汽车牵引力控制系统仿真实验平台,建立了发动机、电机、传动系统、制动系统及十五自由度车辆动力学模型。通过在均一沥青路面上直线行驶三种不同工况下分析,对比分析有无HEVTCS控制的汽车动力性能,对比分析发动机电机协调控制策略与传统控制策略控制结果。对比分析表明:混合动力汽车牵引力控制系统能迅速地将驱动轮轮速控制在了目标轮速;与传统内燃机汽车牵引力控制算法相比,发动机电机协调控制策略更快、更有效地实现了对打滑车轮的控制。为进一步实车实验提供模型和理论支持。     

PHEV行星齿轮传动系统设计及仿真

分析了并联式混合动力电动汽车(PHEV)行星齿轮传动系统的设计条件,针对条件要求进行了配齿计算,选择了齿轮的主要参数.在并联式混合动力电动汽车启动加速阶段,利用Simulink软件建立了系统的转速关系、输出扭矩和功率的仿真模型,仿真得出系统的输出转速特性、功率分配特性和扭矩输出特性曲线.结果表明:设计的行星齿轮系统符合PHEV启动加速工作模式的动力分配性要求.     

基于负载观测器的直线开关磁阻电机滑模位置控制

基于负载观测器补偿的滑模变结构控制算法,设计了一个直线开关磁阻电机位置控制器。论文对该位置控制系统进行了仿真分析和实验验证,结果表明,采用负载观测器补偿后的滑模控制算法实现直线开关磁阻电机的位置控制比传统的PD控制和传统的滑模控制具有更好的控制性能。     

自行封装的烟草打包装置机械式均载控制技术

为了合理控制烟草打包装置电机的驱动轴扭矩与负载扭矩,提出自行封装的烟草打包装置机械式均载控制技术。设计自行封装的烟草打包装置,在该装置内搭建压紧平台以及压紧面板,使烟草打包密度更高;采用PLC同步控制系统控制装置的打包过程,实现烟草打包装置自行封装;根据力学中的定轴转动原理,分析烟草打包装置电机齿轮在转动时产生的均载冲击,并采用基于幂函数速度曲线的启停速度算法,控制启动与制动状态下的烟草打包装置电机受到的均载冲击,实现装置机械式均载控制。经实验验证,应用该技术后,停机次数较少,且有效控制电机的驱动轴扭矩与负载扭矩,提升烟草打包密度与产量。     

带式输送机时变负载驱动特性的研究

随着带式输送机向长距离、高速度等方向发展,对其动态特性的研究极其重要。在输送机复杂驱动特性的研究领域中,将负载转矩理想地简化为恒定值,却忽略了电机转速和转矩是随负载力矩的改变而实时变化。针对此问题,首先在RecurDyn中基于Voigt输送带模型建立重锤式带式输送机动力学模型;然后利用Simulink搭建异步电机矢量控制模型;最后利用多领域协同仿真思想,用电机驱动带式输送机,将输送机的负载转矩反馈给电机形成闭环控制使其启动至稳定运行,对其电流与动态特性进行分析。研究结果表明：该模型输出的电机磁链和转速达到设定的期望值,相对误差分别为0.01%和1.29%,从而精准地控制带式输送机的启动,证明其运行规律符合实际运行工况,为带式输送机的机电一体化系统设计提供一种行之有效的研究方法与依据。     

基于模糊自适应PID控制算法的螺栓扳手扭矩控制系统设计

针对传统机械扳手在扭矩控制方面存在的精度低、稳定性较差等问题,设计了一种基于模糊自适应PID控制算法的螺栓扳手扭矩控制系统.该控制系统外环采用模糊自适应PID控制器作为转速环调节器,内环采用传统PID控制器控制电流,使用电流传感器和霍尔转速传感器采集电机转动过程中的电流和转速,并使用滑动加权平均滤波算法消除随机干扰噪声以提高采集精度,实现对扭矩的精确控制.实验结果表明:模糊自适应PID控制算法拥有良好的动态性能和较强的鲁棒性,同时在1 200～3 000 N·m扭矩范围内,该控制系统的扭矩控制相对误差最高为3.67％,最低为1.50％,且运行稳定、可靠,具有很高的实用价值和推广价值.