电传动履带车辆转向行驶性能仿真分析

该文首先采用一种优选电传动方案建立了新的电传动履带车辆模型。然后在对电传动履带车辆转向行驶基本理论分析的基础上，对电传动履带车辆的转向行驶性能进行了仿真分析。结果表明：履带车辆采用电传动在转向性能方面具有很大的优势，可以实现小半径甚至是原地中心转向，转向为无级的，且转向的灵活性和快速性很好。再生转向时产生的再生能量很大，可以通过控制充分利用再生能量。为在不同的地面情况下提高转向的灵活性和快速性，应尽量在转向前降低车速，使驱动电机在低速大扭矩下工作，由于低速时车辆实现的转向半径可以很小，转向角速度可以很大，从而实现快速、灵活转向。     

双电机独立驱动履带车辆转向特性研究

研究电传动履带车辆在不同转向工况下对驱动电机输出特性需求问题,针对目前常用的双电机独立驱动模式,车辆直驶和转向行驶均通过两侧电机转速/转矩的变化来实现,为有效的控制两侧电机完成预期转向,提高转向稳定性,首先采用运动学和动力学方法对车辆瞬态转向进行了分析,借助动力学分析软件RecurDyn/Track-HM和控制系统分析软件Matlab/Simulink仿真平台,建立了整车多体动力学模型和控制系统模型,然后对车辆转向特性进行了多工况协同仿真分析.结果表明,不同转向工况对驱动电机输出特性需求不同,瞬态转向受转向角速度变化率影响较大,稳态转向主要取决于转向半径大小,为制定合理的控制策略提供了依据.     

履带车辆电驱动系统协同仿真与控制策略研究

为了准确分析电传动履带车辆的驱动特性,建立了基于多体动力学软件RecurDyn/ Track-HM的履带车辆整车行走系统的三维多体动力学虚拟样机模型,利用RecurDyn/ Track-HM和控制系统软件Matlab/Simulink的接口技术建立了协同仿真模型.对驾驶员操纵信号进行了全新定义,并在此基础上提出并在综合控制器中用标准IEC61131-3功能块图程序语言实现了转矩控制策略.通过对0～32km/h的加速时间、最高车速以及转向特性等驱动特性的协同仿真和实车试验结果的分析和比较,从而验证了仿真模型及转矩控制策略的正确性.第一台电传动履带车辆原理样车的成功研制为进一步深入研究其它驱动特性提供了移动式试验平台,对提高国内电传动研究水平具有重要指导意义.     

基于dSPACE的混合动力轿车AMT电机控制系统

在开发混合动力轿车电机驱动的AMT(机械式自动变速器,AutomatedManualTransmission)过程中,一项重要的工作就是对选档、换档和离合器驱动电机的调节与控制。文章通过建模工具MATLAB/Simulink建立了电机PID控制算法和控制系统模型;采用DS1401/1501的dSPACE实时仿真环境自动生成控制器实时代码。dSPACE的实时仿真系统具有与被控系统的硬件接口,可以与实际电机系统直接相连。通过这个仿真平台构成实现了AMT的HIL(硬件在回路,HardwareIntheLoop)仿真测试系统。在此基础上分析了电动机的控制方法,最后给出了实验测试结果。该系统已应用于混合动力轿车的开发中。     

基于RTW的驱动代码快速生成技术研究

虽然基于模型的设计逐步取代基于文本规范的传统的嵌入式软件开发模式,但是目前RTW(Real-Time Workshop)代码生成工具仅仅将控制算法模型自动转换为源代码,对于实时系统的开发来说,目标芯片的驱动代码还需要用户手动编写,然后添加到控制算法的模型源代码中。针对上述问题,提出基于RTW的驱动代码快速生成技术,它能有效地实现在生成代码的同时将驱动程序嵌入到控制模型的源代码中,真正实现由仿真模型到目标芯片应用程序的代码自动生成。最后以汽车电子主流芯片MPC5634的代码生成为例,结果表明了该技术的实用性和高效性。     

功率硬件在环双馈风机仿真系统

基于模型设计开发的理念设计了功率硬件在环双馈风机仿真系统。该仿真系统由上位机、转速采集卡、变频器、异步电机硬件在环仿真实际风机,双馈电机采用模块式背靠背双PWM变流器控制。变流器采用双控制器控制,NI通用控制器进行PWM驱动控制,TI-28335 DSP辅助控制,NI控制器的程序由Simulink模型直接生成,辅助控制器运行普通控制算法、逻辑、软件保护,可根据实验需求配置两者的输出控制量。该系统能够完成各种复杂工况的研究,可以由Simulink模型直接生成控制器运行代码,能够快速实现变流器的复杂控制算法,提高科研效率,降低测试成本。     

电传动履带式装甲车辆动力学建模与仿真

与传统的机械传动车辆相比,电传动装甲车辆具有许多的优点,是现代装甲车辆的发展趋势之一.针对传统稳态动力学模型不能准确反映车辆在实际复杂工况下的动态性能这一问题,利用多体动力学分析软件RecurDyn建立了履带式装甲车辆动力学模型,分析了道路的建模原理,建立了道路模型,对履带车辆进行了动力学和运动学分析,最后在不同条件下进行了仿真,得到了预期的结果.这证明了动力学模型的准确性和可行性,为电传动履带式装甲车辆的研究提供了一种行之有效的方法.可以预测车辆的性能,缩短研制周期,降低研究成本.     

双侧电驱动履带车辆运动解耦与变结构控制

针对双侧电驱动履带车辆运动控制强非线性、强耦合和不确定性的特点,提出一种解耦的控制结构,并设计各子系统控制器.首先,将运动控制系统分解为速度、横摆角速度两个独立子系统,克服传统差速控制存在的强耦合.其次,采用积分滑模控制方法,引入非线性积分滑模面,设计了能有效克服路面不确定扰动、消除积分饱和的速度控制器,实现车速的无超调、无静差的跟踪;考虑驱动电机饱和约束,结合模糊自适应与滑模控制算法,设计了能够适应转向阻力非线性变化的横摆角速度控制器,提高车辆转向运动控制的抗扰能力、降低控制量抖振.仿真结果表明,控制策略实现多种工况下车辆快速、准确的直线、转向运动控制.     

基于虚拟仪器和PMAC的数采系统软件设计

本系统设计实现对某型号舵轴的传动间隙、驱动转矩以及剪切力位移的自动化测量。整个测试过程充分体现了虚拟仪器的思想和面向对象的分析设计方法.本文集中介绍如何在VC环境下结合Measurement Studio编程来控制PMAC卡驱动电机实现测试功能。     

基于探测目标的自适应航路规划算法产品化实现方法

为将基于探测目标的自适应航路规划算法进行产品化,采用基于模型的设计方法以及自动代码生成技术,使算法模型快速、健壮地转化为软件产品。软件产品由核心算法和外设驱动组成,核心算法采用基于模型设计思想进行设计,仿真验证后自动生成目标语言代码,考虑到IO访问方式的复杂性,外设驱动模块采用代码自动生成与手动编码相结合的方式实现,核心代码与外设驱动模块组成的完整工程下载到硬件板卡,通过试验验证软件产品与初始设计模型的一致性,实现算法的产品化。经过实践,所提出的算法产品化实现方法能够提高设算法设计效率和各阶段中间产品继承性,降低各阶段调试复杂性,实现产品开发的敏捷性和健壮性,可作为复杂算法工程实现的参考。     

高速履带车辆轮履脱离机理分析与仿真研究

高速履带车辆履带脱轮问题是一项非常复杂的工程技术问题。为降低履带车辆在行驶过程中履带脱轮发生概率，以力学理论为基础，分析了履带脱轮时诱导齿与负重轮的相互作用关系，并以ADAMS软件为仿真平台建立了可测试履带从负重轮脱出难易程度的多体动力学模型。模型充分考虑履带、诱导齿及负重轮设计参数，利用正交试验设计方法开展履带刚度特性、诱导齿及负重轮设计参数对履带脱轮影响的仿真研究，仿真结果表明，不同的设计参数对履带脱轮影响的灵敏度不同。将试验数据进行神经网络拟合，对拟合后的表达式进行GA算法寻优，找到防止履带脱轮的因素最优值，使履带系统的运行稳定性得到了显著提高。     

异步电机直接转矩控制算法的DSP实现

直接转矩控制是一种新型的交流电机变频驱动控制方法。本详细介绍了异步电机直接转矩控制算法在TMS320F240 DSP控制器上的实现方法。TMS320F240 DSP芯片丰富的片内外设资源给编程带来了极大方便。程序能够基于直接转矩控制算法高效地控制电机运行。并且,实现了DSP程序与PC上位机的RS-232串口通信。在PC上可以通过串口向DSP发送命令、设置参数。本设计的程序对直接转矩控制算法及其改进算法的研究有积极意义。     

电动汽车感应电机驱动系统效率优化控制

针对电动汽车感应电动机变频驱动系统存在的轻载低效问题,考虑电机定转子铜损和铁损,研究了感应电动机变频驱动系统效率优化控制算法．采用减小磁链搜索范围的方法,改进了黄金分割法在线搜索控制器,设计了以数字信号处理器TMS320LF2407为控制电路核心的实验系统,对损耗模型控制算法、黄金分割法和改进的黄金分割法在线搜索控制算法分别进行了对比实验研究．实验结果表明,两类控制策略都能够有效提高感应电动机变频驱动系统的运行效率;基于损耗模型的控制算法具有寻优速度快、磁链和转矩波动小的优点,而改进的黄金分割法搜索控制器算法简单,效率优化效果优于基于损耗模型的控制器;在线搜索控制算法不受电机参数变化及建模精度的影响,具有更为广泛的应用前景．     

线程级猜测并行系统代码自动生成工具的设计与实现

虽然线程级猜测(Thread Level Speculation,TLS)执行机制可以简化多线程编程模型接口,并能获得较高的性能加速,但其并行程序的开发仍然比较困难。面向一个高效的软件TLS模型HEUSPEC,研究了代码自动生成工具C2H的设计与实现方法。具体包括3部分内容:首先,为HEUSPEC设计简单的标注语句,标注出可并行段的一些特征;其次,提出将标注语句和可并行段转换为猜测线程函数的算法;最后,设计生成HEUSPEC并行代码的算法。该方法已在开源编译器Clang上实现。面向Rodinia,OmpScr等基准程序的测试结果表明,C2H能够将带有简单标注语句的串行C代码转换为HEUSPEC并行代码,且其性能与手工编写的HEUSPEC并行代码的性能十分接近。     

基于XMC4800的EtherCAT总线伺服控制系统设计

在研究实时工业以太网的基础上,设计了一套支持工业以太网EtherCAT总线通讯的伺服驱动系统。采用英飞凌公司ARM Cortex-M4架构且集成EtherCAT从站控制器功能的XMC4800单片机,搭建了一种EtherCAT总线型伺服驱动器。设计了EtherCAT从站伺服驱动电路,包括网络通讯电路、电机驱动电路、电流与电压检测电路、编码器检测电路等。利用倍福SSC_Tool软件配置生成从站协议代码和设备描述XML文件,按照CIA402运动控制协议添加适用于本系统的对象字典;在英飞凌的编程软件Dave上配置ECAT_SSC和SVPWM控制的APP,生成底层代码;设计了ADC转换结束中断服务子程序,包含伺服驱动的位置环、速度环、力矩环和电流环控制算法。基于精密滚珠丝杆模组搭建一个单轴伺服实验装置,利用TwinCAT软件验证设计的EtherCAT从站伺服驱动系统的可行性。     

基于CANoe-MATLAB的电动汽车电子差速仿真

针对后轮独立驱动轻型低速电动汽车协调控制问题,以阿克曼转向为基础建立了电子差速控制模型。CANoe-MATLAB接口软件可以整合CANoe和MATLAB的优势,在SIMULINK中将所建立的差速模型用对应的CAN模块进行封装,并自动生成执行代码。同时,在CANoe中建立电子差速与电机通信的CAN网络,将生成的DLL文件加载到CANoe电子差速节点中进行仿真验证。结果表明,该电子差速控制模型能够完成轻型低速电动汽车的差速功能。同时,验证了整个控制网络的有效性、实时性和准确性。该方法具有一定的扩展性,能够在开发实际控制器之前验证控制算法的正确性。     

基于PXI和RT-LAB的永磁同步电机快速控制原型设计

针对永磁同步电机控制器存在算法复杂、代码量大、开发周期长等问题,实现一种基于虚拟仪器的永磁同步电机快速控制原型系统。设计快速控制原型硬件平台,并对硬件设备进行选型,包括PXI虚拟仪器、功率驱动模块、电机对拖台架等;研究永磁同步电机转子磁场定向控制原理基础上,以一台3.1KW被测电机为被控对象,在RT-LAB实时仿真软件环境下,搭建永磁同步电机控制算法模型。实验结果表明,电机转速与定子电流均可无偏差跟踪参考给定值,系统控制性能良好,且该系统使电机控制器开发周期缩短、成本降低。     

某履带车辆主离合器工作过程仿真

分析了某履带车辆主离合器结构及工作原理,用Pro／E软件对主离合器各部件进行了三维实体建模,建立了主离合器仿真流程图,基于ADAMS软件建立了主离合器的虚拟样机,并通过了模型验证。对履带车辆主离合器的接合、脱离和打滑的工作过程进行仿真,为进行履带车辆传动系统可靠性研究有重要意义。     

基于交流电机的电惯量控制系统算法研究

电惯量技术即是用电动机按照一定的控制算法输出力矩和转速来模拟机械惯量的方法。目前出现的各种电惯量模拟方法,基本都没有考虑电动机各个变量之间的耦合作用,使得电惯量系统的动态性能和鲁棒性不佳。本文在建立基于惯性式汽车制动器电惯量控制系统模型的基础上,用交流电机作为驱动电机来模拟机械惯量,并针对交流电机变量之间没有解耦的问题,利用内模解耦控制算法对电惯量系统进行多变量解耦控制。文中用MATLAB软件对系统进行了仿真研究,仿真结果表明,解耦后系统的快速性、稳定性、鲁棒性比不解耦系统的性能有明显改善。     

感悟测试驱动开发

软件开发方法学的泰斗Kent Beck先生最为推崇“模式、极限编程和测试驱动开发”。在他所创造的极限编程(XP)方法论中,就向大家推荐“测试先行”这一最佳实践,并且还专门撰写了《测试驱动开发》一书,详细说明如何实现。测试驱动开发是极限编程的重要特点,它以不断的测试推动代码的开发,从而实现既简化代码,又保证质量的目标。一看到“测试先行”、“测试驱动”这样的名字,就深深地激起了我强烈的好奇心,开始了自己的探索之旅……