双行星排式混合动力传动系统非线性振动响应特性分析

针对一种双行星排混合动力传动系统,建立包含综合时变啮合刚度和啮合误差等内部激励以及不同动力源输出转矩和负载转矩等外部激励的纯轴向扭转非线性动力学模型。在此基础上,针对纯电动和混合动力驱动模式,采用四阶Runge-Kutta法研究系统在不同转矩激励下的非线性高频振动特性,获取不同动力源转矩分配对行星排各构件振动响应行为的影响。研究结果表明,在双电机联合驱动模式下,前行星排振动响应量大于后行星排,后行星排的振动响应波动范围大于前行星排,电机MG2应优先工作在转矩较大且较为恒定的工作区间;混合动力驱动模式下,前行星排受电机MG1影响较大,振动响应量及振动响应波动范围大于后行星排,电机MG1应保持在较为恒定的工作区间,电机MG2优先工作在较大的转矩区间。研究结果将为基于双行星排构型的功率分流式混合动力汽车系统动力学行为分析与转矩决策优化提供理论基础。     

双行星排汽车纯电驱动模式的转矩分配策略

针对双电机纯电驱动模式的转矩分配问题,在分析双行星排插电式混合动力系统能量流动特性的基础上,设计主电机高效工作区间控制策略. 该策略利用双电机工作特性的差异达到高效工作区间互补的目的,并在双电机转矩耦合模式下保护主电机的工作效率. 为了解决传统模糊控制器控制精度不高的问题,设计双模糊控制器控制系统,结合所提出的电机工作区间划分方法实现电机工作区间的自适应调节与等效放大. 以驱动系统能量转化效率与电机转矩脉动系数为自变量构建适应度函数,基于遗传算法对系统的控制规则进行多目标寻优. 仿真结果表明,在2种控制策略中遗传算法-双模糊控制器控制策略的耗电量更低,系统综合效率分布情况接近动态规划（DP）经济性最优结果,对电机输出转矩波动情况的控制也更加合理. 将其应用于混合动力系统,车辆百公里综合油耗较主电机高效工作区间控制策略的降低3.27%.     

主从型电液耦合载电车辆工作模式分析

针对传统电动汽车存在的动力形式单一等问题,本文基于电液动力耦合电动汽车工作原理,对主从型电液耦合载电车辆工作模式进行分析。本文提出一种新型电液动力耦合传动方法,以实现机械能、电能和液压能之间的相互转化,论述了动力耦合系统结构与组成,提出了车辆行驶过程中的6种工作模式,为验证该动力耦合系统的可行性,对各个工作模式下,主从型电液耦合载电车辆系统的电能、机械能、液压能传递和相互转化过程进行分析。分析结果表明,在提出的6种工作模式下,该系统凭借行星齿轮无级调速和功率分流的特点,能够实现3种不同能量之间的相互转化。当车辆行驶时,电能由动力电池传递至驱动电机、电控液压泵/马达等设备,液压能驱动液压泵/马达转动,机械能经行星排动力耦合向驱动桥输出。当车辆制动时,电能向动力电池中回收,液压能向高压蓄能器中回收。该研究具有一定的理论研究和实际应用价值。     

双电机耦合驱动系统低速档扭转振动特性分析

以某新型双电机耦合驱动系统为研究对象,考虑齿轮副综合啮合刚度、各构件惯量、中心构件的扭转支撑刚度等因素,推导并建立了双电机耦合驱动系统的纯扭转动力学模型.通过求解特征值的方法获取系统固有特性.对系统整体扭转振动模式和轴系扭转振动模式下的固有特性进行分析,发现系统固有特性具有一种不完全的对称性.对系统固有频率的主要影响因素进行了研究,分析了系统共振点与车速之间的对应关系.建立了双输入双输出机电耦合系统振动特性分析方法,为双电机耦合驱动系统的扭振抑制控制方法的研究奠定了基础.     

双转子电机及其在混合电动汽车中的应用

双转子电机相对于传统电机,增加了一个旋转部件,可实现两路机械能量的独立传递,不仅具有更高的功率密度和效率,而且可实现多动力源机电能量耦合输出,应用于混合动力汽车驱动系统中,通过内外电机的协调控制使发动机工作在最佳效率区,实现多种工作模式和无级变速,具有广泛的工业应用前景.介绍了双转子电机的发展,分析了几种主要类型双转子电机结构、工作原理及其在混合电动汽车驱动系统的应用特点,并针对其结构设计、系统控制等方面的技术难点和现有不足,探讨了双转子电机及其混合电动汽车领域应用的发展趋势和研究方向.     

基于虚拟仪器的电控硅油风扇离合器测试系统

结合LabVIEW软件和PCI-6221数据采集卡,开发出基于虚拟仪器的电控硅油风扇离合器性能测试系统。该测试系统通过控制变频电机驱动硅油风扇离合器运转,并对其进行分离与耦合特性和转速与转矩特性测试。试验结果表明,该测试系统具有使用方便、界面友好、测试精度稳定等特点。     

基于系统效率最优的新型混合动力汽车控制策略

为了充分发挥混合动力汽车节省燃油和降低排放的控制效果,研究了一种基于行星齿轮机构的新型混合动力汽车动力传动系统方案.在对其驱动系统关键零部件性能实验与数值建模的基础上,综合考虑发动机、ISG电机和动力电池组以及传动系统效率,分析了系统相关典型工作模式下的纵向动力学方程,推导出系统效率模型,提出了基于系统效率最优的全工况整车控制策略,制定了整车的工作模式切换规则与换档控制策略.在MATLAB/Simulink环境下,建立了整车性能仿真模型,结果表明,采用该控制策略能使整车动力性与燃油经济性较传统车明显提高,最后通过台架试验对该方案进行了验证.     

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.     

NEDC工况下电动汽车双电机驱动系统能耗分析

电动汽车驱动电机的高效率区主要集中在高转速、大扭矩区域,但整车NEDC(New Europe Driving cycle)工况下电机主要运行在效率偏低的小扭矩区域。为了优化NEDC工况下电机的效率,提升电动汽车的续驶里程,提出一种双电机耦合方案,基于NEDC工况下对应的电机转速、转矩需求,匹配适合的电机性能参数,利用Matlab软件对双电机驱动系统进行能耗分析。结果表明,NEDC工况下双电机驱动系统百公里能耗降低6%左右。     

电驱动机械变速器及其测试台架开发

动力耦合系统作为混合动力系统的关键技术之一,是研究热点,但因国内缺少自动变速器研究的基础而使研究少有突破.为此,提出了电驱动主动同步机械式自动变速器通过电机和变速器集成技术,利用电机快速精准调速性能很好地解决了并联混合动力系统动力耦合的难题.按照电驱动机械变速器系统特点,对比目前测功实验台的优缺点,提出了高效、节能、简单实用的电驱动机械变速器系统对拖实验台,结合该测试台架系统自身即是电驱动系统的特点,提出了2套电驱动机械变速器系统对拖动试验方式.实验数据表明,电机的快速精准调速功能使得变速器的换档时间可以缩短到0.4 s,接近DCT的换档时间.该测试台架突出了主动同步的优点,有助于解决传统自动变速器的动力中断时间长的难题.     

Parameters optimum matching of pure electric vehicle dual-mode coupling drive system

As an important development direction of pure electric vehicle drive system, the distributed drive system has the advantages of compact structure, high transmission efficiency, and flexible control, but there are some serious problems such as high performance requirements to the drive motors, complex control strategies, and poor reliability. To solve these problems, a two motors dual-mode coupling drive system has been developed at first, which not only has the capacity of two-speed gear shifting, but also can automatically switch between the distributed drive and the centralized drive by means of modes change control. So, the performance requirements to the drive motors can be reduced, the problem of abnormal running caused by the fault of unilateral distributed drive systems also can be resolved by replacing the drive mode with centralized drive. Then, the system parameters primary and the optimum matching under the principle of efficiency optimization have been carried out, which makes the drive system achieve predetermined functions and meet the actual demands of different operating statuses. At last, the economic comparison of a pure electric vehicle installation with a dual-mode coupling drive system, a single-motor centralized drive system or a dual-motor distributed drive system in the simulation conditions has been completed. Compared with other systems, the driving range of the electric vehicle driven by the designed system is significantly increased, which proves the better efficiency and application value of the system.     

A novel explosion-proof walking system: Twin dual-motor drive tracked units for coal mine rescue robots

A new explosion-proof walking system was designed for the coal mine rescue robot(CMRR) by optimizing the mechanical structure and control algorithm. The mechanical structure innovation lies mainly in the dual-motor drive tracked unit used, which showed high dynamic performance compared with the conventional tracked unit. The control algorithm, developed based on decision trees and neural networking, facilitates autonomous switching between "Velocity-driven Mode" and "Torquedriven Mode". To verify the feasibility and effectiveness of the control strategy, we built a self-designed test platform and used it to debug the control program; we then made a robot prototype and conducted further experiments on single-step, ramp, and rubble terrains. The results show that the proposed walking system has excellent dynamic performance and the control strategy is very efficient, suggesting that a robot with this type of explosion-proof walking system can be successfully applied in Chinese coal mines.     

Development and experimental validation of a novel hybrid powertrain with dual planetary gear sets for transit bus applications

Given that energy conservation and environmental protection are two important goals for the automotive industry, the application of a hybrid electric powertrain can improve vehicle energy efficiency while decreasing fuel consumption and engine emissions. Planetary gear-based power-split hybrid powertrains have become widely used in passenger vehicles, but remain rarely employed on transit buses. This study proposes a novel hybrid powertrain based on two planetary gear sets(CHS) and presents its operating principles along with development of a control strategy for the powertrain. The CHS hybrid powertrain operates in electric mode when the driving power demand is low, and changes to a hybrid electric mode according to the power-split principle of the planetary gear set. To validate the feasibility of the designed CHS hybrid powertrain, a prototype transit bus equipped with the designed hybrid powertrain system was built, and the operating characteristics of the system were analyzed through a performance test conducted on a chassis dynamometer. Compared with a conventional powertrain, the CHS hybrid powertrain can reduce fuel consumption by 39%. Thus, the CHS hybrid powertrain is a good solution for heavy-duty applications such as hybrid transit buses because of its simple structure and excellent fuel efficiency.     

用微机进行双曲柄式渐开线少齿差行星齿轮传动原理的动画设计

双曲柄式渐开线少齿差行星齿轮传动，是一种性能优良的传动型式。它比一般渐开线少齿差传动体积小、重量轻、效率高、传动比大。近年来引起了国内外的重视。本文对该传动的性能、结构、原理做了简单介绍后，详细地叙述了该传动原理的二维动画片的设计和制作方法。并成功地制作了动画片。这对该传动形式的推广应用及教学实践都具有深远的意义。     

减摇水舱半物理仿真装置的试验研究

介绍了减摇水舱试验装置,它包括由台架和被动减摇水舱2部分,分析了试验装置模拟船舶横摇运动的方法,通过计算机控制伺服系统驱动试验装置,能够用台架模拟船舶的横摇运动并且验证被动水舱的减摇效果.对试验装置理论模型仿真曲线和半物理装置模型的仿真曲线进行了对比,分析了半物理试验装置的试验曲线.仿真和试验结果可为实船装备被动减摇水舱提供可靠数据.     

基于TB6560AHQ和ATmega8的步进电机驱动控制器设计

通过对步进电机运动特性的分析,提出以AVR单片机ATmega8为控制部件,以TB6560AHQ为驱动部件的控制电路,设计了步进电机控制电路、ATmega8电路以及逻辑控制电源电路,以及控制软件。实现了单电机控制驱动和双电机协同运行。     

风电齿轮箱多级行星齿轮耦合传动系统数学建模及振型

以风电增速箱载荷分流式两级行星轮系一级平行轴齿轮动力耦合传动系统为研究对象,计入多级藕合传动系统的轮齿啮合误差、啮合阻尼、啮合刚度、级间耦合刚度、组件的转动惯量等影响因素,采用集中参数法建立了多级耦合传动系统的动力学模型.根据风电增速箱三级传动系统的有关参数,进行了系统的固有特性研究,归纳总结了多级传动系统的振动模式.分析表明该系统具有8种典型振动模式,即一二级间耦合振动模式、二三级间耦合振动模式、三级间整体耦合振动模式、第一级行星齿轮重根振动模式、第二级行星齿轮重根振动模式、第一级行星轮系单级振动模式、第二级行星轮系单级振动模式和第三级平行轴齿轮单级振动模式,并且进一步研究了第一级行星架和第二级内齿圈间的耦合刚度对系统固有特性的影响.与单级行星轮系的振动模式相比,多级行星传动系统的振动模式更多样和更复杂.     

履带车辆自动变速系统动力学模型

对履带车辆自动变速系统的动态特性进行了全面分析,通过对试验结果的回归分析得到液力变矩器的原始特性,根据行星变速器的传动原理,建立了三自由度行星变速器的动力学模型,为自动变速系统的智能控制和仿真分析奠定了理论基础.     

DQ70顶驱减速装置传动方案的研究

研究了DQ70顶驱传动机构,提出以三轴式内齿行星齿轮传动系统为核心的顶驱减速装置传动方案,并利用Matlab的优化工具箱对其参数进行了优化设计。应用该方案设计的顶驱装置具有体积小、传动比大、效率高、承载能力强、运行平稳、振动小、可拆卸性强、移运方便等优点,符合顶驱钻井系统的发展要求。