单电机重度混合动力系统模式切换协调控制策略

针对单电机重度混合动力系统纯电动驱动至混合驱动模式切换过程中出现纵向驾驶性能降低的问题,提出了一种分阶段的动力源与离合器协调控制策略。建立了面向控制的模式切换过程系统动力学模型,根据发动机和离合器的不同状态,将模式切换过程划分为4个阶段,基于前馈-反馈控制方法设计了分阶段的协调控制策略,用于调节动力源和离合器的转速转矩。仿真对比以及台架试验结果表明,所提出的协调控制策略能有效提高单电机重度混合动力系统的纵向驾驶性能,并能减小离合器磨损。     

基于有限时间扩张状态观测的HEV鲁棒复合协调控制

针对采用双行星排动力耦合机构的混合动力汽车（HEV）,研究其纯电动模式至混合动力驱动模式切换过程,为减小由发动机转矩波动和行驶工况扰动导致的模式切换动态性能恶化,提出了基于有限时间扩张状态观测的鲁棒复合协调控制策略。分析模式切换过程并建立各切换阶段的系统动力学模型,针对造成模式切换冲击的切换阶段,设计基于有限时间稳定理论的扩张状态观测器估计发动机转矩和负载转矩扰动,在此基础上,构建基于观测状态的前馈补偿策略,并设计基于状态反馈的鲁棒H∞控制器,从而实现模式切换过程的鲁棒复合协调控制。仿真结果表明：有限时间扩张状态观测器有效提高了对发动机和负载转矩扰动的观测精度,优化了发动机转速的控制效果,基于有限时间扩张状态观测的鲁棒复合协调控制策略可有效克服车辆外界扰动的影响,显著减小HEV模式切换过程的冲击度。     

深度混合动力电动汽车牵引力控制方法

提出了基于深度混合动力电动汽车的牵引力分层控制方法。上层控制中提出了基于动态滑模的驱动轮目标驱动力矩制定策略;下层控制中提出了电机转矩单独控制策略、基于转矩动态协调的发动机电机协调控制策略以及工况识别逻辑。最后开发了仿真和硬件在环试验平台,结果表明,本文方法能够快速、准确、平稳地实现对打滑车轮的控制,改善了深度混合动力汽车的起步性能、加速性能以及稳定性能。     

基于扩张状态观测器估计的混合动力汽车协调控制

为了提高功率分流式混合动力汽车模式切换的稳定性,提出干扰补偿的转矩协调控制策略. 针对发动机动态响应振荡及车辆行驶工况多变的问题,设计多变量线性扩张状态观测器,从频域角度验证了观测器对于上述2种干扰的估计精确性. 研究不同干扰对基础电机补偿控制稳定性的影响,指出负载干扰对车辆模式切换响应的影响最大,引起的切换冲击最大可至24.5 m/s³. 提出基于干扰补偿的动力源转矩再分配算法,开展仿真验证. 结果表明,该协调控制策略在受到明显的外界干扰时能够保证系统的稳定性及模式切换的平顺性.     

基于环形耦合策略的带式输送机多机驱动功率平衡的研究

针对多电机驱动的带式输送机中出现各电机功率不平衡的问题,提出了一种适用于多电机的基于环形耦合策略的功率平衡控制方案.在采用模糊PID的基础上,对三个电机主从控制和环形耦合控制分别进行了建模,并用Matlab进行仿真.仿真结果表明:采用环形耦合控制策略具有更高的同步精度和更好的动态性能,满足带式输送机功率平衡控制的要求.     

双模式机电复合传动系统电功率协调控制策略

为提高重型车辆用功率分流式混合动力系统机电功率流调控精度,解决外界用电需求的动态控制问题,提出电功率协调控制策略.该策略利用电机快速响应和精确控制的特点,通过对发电机和电动机的闭环协调控制,调整二者的工作状态,保证动力源功率分配的精确性以及对外供电的稳定性.仿真结果表明,提出的协调控制策略能够使电池实际功率时刻跟随其目标值,并且在外界有用电需求时,确保系统快速调整出相应的电功率以供使用,较好地解决了机电复合传动系统机电功率分配的精确性问题以及对外供电功率响应的复杂动态控制问题.     

强混CVT轿车模式切换控制

对一种并联式强混CVT轿车动力传动系统的工作模式及发动机、ISG电机和CVT的工作特性进行了分析。建立了各驱动模式的数学模型,对各驱动模式的工作区域进行了划分,制定了各驱动模式间切换的条件和行进中电机启动发动机的扭矩协调控制策略。利用Mat-lab/Simulink仿真软件建立了基于该控制策略的强混CVT轿车传动系统动力学模型,并进行了典型模式切换过程(电起机)的仿真研究。对行进中电机启动发动机过程进行了台架试验。仿真和试验结果均表明所提出的扭矩协调控制策略能有效减小该混合动力传动系统模式切换时的扭矩波动和冲击。     

船舶混合动力系统模式切换与动态协调控制

为解决天然气发动机作为船舶主机时动态特性差以及低负荷性能差等问题,本文在电机快速响应优势上提出基于逻辑门限算法的动态协调切换控制策略.针对天然气发动机低负荷和电池最佳工作区间进行分析得到工作模式的切换条件,建立适合于船舶并联气电混合动力的切换控制策略;由于2种动力源的动态响应不同,加入动态协调算法来提升切换控制策略的性...     

电动汽车复合制动系统过渡工况协调控制策略

液压制动与电机再生制动互相切换的过渡工况控制是电动汽车复合制动系统控制需要解决的关键技术问题,直接影响到驾驶员的制动感觉与车辆制动舒适性。对此提出一种协调控制策略,包括制动力分配修正和电机力补偿2个模块。制动力分配修正模块针对液压制动力介入、撤出和再生制动力低速撤出3类典型过渡工况修正分配结果;电机力补偿模块利用电机系统迅速准确的响应来补偿液压系统,改善复合系统的响应。对各类典型制动过渡工况进行仿真验证,结果表明,所设计的协调控制策略能有效减小实际总制动力波动和偏差,改善驾驶员的制动感觉和车辆制动舒适性。     

基于MFAC的带式输送机速度控制研究

传统的带式输送机多采用PID控制,而带式输送机在运行过程中由于负载和环境参数的变化而呈现不确定性;同时,电机速度过程本身具有非线性,所以难以辨识其动态过程的模型参数并构建系统的数学模型,传统的方法不能达到理想的控制效果.提出采用无模型自适应控制(MFAC)方法对带式输送机从启动到稳定运行,以及加载后的整个运行状态进行追踪控制.结果证明,与PID相比该方法追踪效果较好,同时误差波动较小.     

基于平衡点计算的感应电机端口受控哈密顿控制策略

针对感应电机高阶非线性、强耦合等特点,提出了一种基于平衡点计算的感应电机哈密顿控制策略。基于端口受控耗散哈密顿理论,通过重新选择状态变量,构造了感应电机哈密顿结构的数学模型;采用平衡点计算的方法设计了感应电机哈密顿控制器。通过理论分析,探讨了阻尼参数对哈密顿控制性能的影响,并综合考虑系统性能确定了哈密顿控制器的阻尼参数;针对负载扰动控制问题,设计了负载转矩观测器,提高了哈密顿控制的鲁棒性。实验结果表明,提出的感应电机哈密顿控制器具有良好的转速响应速度、稳态精度和鲁棒性,为感应电机的高性能控制提供了一条新途径。     

永磁电机增量式直接预测速度控制

直接预测速度控制是实现永磁电机高性能无级联速度控制结构的理想方案,为解决其存在的在线计算负担重、控制自由度受限问题,基于此针对两电平电压型逆变器驱动的永磁电机系统,提出一种增量式直接预测速度控制策略,以期提升电机系统的转速动态控制性能.在所提出策略中,首先,为降低算法在线计算量,根据增量式预测模型建模理论,构建出低复杂度增量式速度预测模型,可在线实现宽时域内的多步速度预测,以增强算法稳定性. 其次,为增加算法控制自由度,扩充虚拟电压矢量至算法控制集,并设计出与之配合的边界矢量合成方法和两阶段穷举寻优方法,以尽可能的降低穷举次数,可以较低的计算量筛选出最优输出电压矢量. 在增量式速度预测模型和扩张控制集的辅助下,所提出策略可在不显著增加在线计算量的基础上,保证算法具备较为优良的转速动、静态性能. 实验结果表明,相比于传统策略,所提出控制策略不仅能够实现对参考转速的无静差平稳跟踪,且转速动态调控能力更优,并具备一定的参数鲁棒性.     

功率分流式HEV电机参数动力性最优匹配

为解决功率分流式混合动力汽车在动力工况中受电机工作点制约系统无法同时发挥发动机和电机最大转矩的问题,提出以动力性最优为目标的双模式混合驱动系统电机参数匹配方法.基于双电机的转速、转矩与混合驱动系统的输入输出转速、转矩的关系,提出电机最高转速和峰值转矩的匹配方法.研究系统电功率分流特性与电机工作点的关系以及电机额定转速与电机输出转矩的关系,并提出电机额定转速的匹配方法.结合匹配实例分析两种模式下发动机和电机的工作状态.结果表明:提出的电机参数匹配方法可使系统同时发挥发动机和电机的最大转矩特性,实现了发动机与电机之间最优工作点的匹配,使系统获得最佳的动力特性.     

Study on Calibrating of Electronic Governors

The control parameters of electronic governor that influence the transient characteristics of the engine are analyzed. An electric control unit was developed and the control parameters were calibrated on the test bench. The initial value of integral term and the maximum output of rack position proportion, integration and derivation (PID) controller affect the step and triangle response drastically. Through correcting the proportional term and integral term of speed PID controller, the dynamic speed drop and speed overshoot are improved. A property control strategy for cold starting an engine is set, and the calibration process indicates that the fuel injected into the cylinder per cycle and the desired speed ascend rate drastically affect the start transient process.     

基于端口耗散哈密顿系统的电机控制方法

为了满足永磁同步电机高精度、高动态性能的控制要求,提出了一种基于端口耗散哈密顿系统的电机控制方法.采用系统互联和阻尼结构配置的方式对永磁同步电机控制系统进行了设计,建立了d-q坐标系下的永磁同步电机数学模型,构造了端口耗散哈密顿系统的能量函数,利用IDA-PBC方法对电机速度控制器进行了设计.仿真结果表明,提出的控制策略只需要调节两个参数即可实现对电机的速度控制,减少了系统复杂性,利用负载扰动观测器作为前馈补偿,降低了噪声影响,加快了系统的响应速度,提高了系统运行的稳定性.     

基于混合系统模型的SI汽油发动机怠速控制

针对汽车发动机在怠速工况下的特点,利用混合系统模型来描述四缸火花点火汽油发动机系统所具有的物理规律和操作约束,并采用具有处理约束能力的预测控制策略对系统进行控制。在保证满足性能指标函数最小和系统约束的同时,使发动机转速尽可能接近给定的参考值,从而达到系统对发动机转速的稳定性,燃料消耗和排放的要求。实验结果表明了该方法的有效性和可行性。     

三电平逆变器驱动的IPMSM模型预测电流控制系统研究

三电平逆变器拓扑结构简单、所用器件较少且每个功率管所承受的电压应力小,适用于高电压、大容量的场合.相比于传统两电平逆变器,三电平逆变器输出电平的数量从2变成3,输出的电压电流谐波含量低,波形正弦度更好.本文提出内置式永磁同步电机模型预测电流控制算法,以提高控制系统电流动态响应速度,并针对该算法在控制系统中产生的时间延迟,引入二阶延迟补偿策略.对以上内容建立系统仿真模型,仿真结果表明:三电平逆变器相比两电平逆变器输出电流波形谐波含量更小、电机的动态及稳态性能更好.     

金属带式无级变速传动系统与发动机的匹配及其控制策略

建立了发动机燃油经济性模型,并在此基础上研究了发动机与无级变速传动系统的匹配策略,确定了发动机的目标转速与车速的关系。以实现汽车瞬态过程的动力性和稳态过程的经济性为依据,确定了综合控制策略。改进后的综合控制策略弥补了最佳燃油经济性控制策略的不足,提高了瞬态工况的动力性能,同时保持了稳定状态下系统的燃油经济性,改善了系统的性能。