应用Simulink电动轮车辆轮边电机输出转矩波动分析

电动轮车辆在短距离大载重运输中应用普遍,当驾驶员指令突发大幅度变化时,电机可快速响应,但输出转矩波动较大,对系统冲击较大,针对此进行分析。根据电动轮特点,电机采用低速区转矩输出稳定矢量控制,很好实现异步电机转矩与磁链解耦,进而控制电机输出转速。基于Simulink电机矢量控制模型,搭建电传动系统模型,对不同工况电机响应及转矩波动进行分析。针对转矩波动,从控制模型入手分析影响转矩脉动的原因及应对方法。结果可知:设定转速不加负载、转速发生突变、转速缓慢增加、定负载运行等几种工况下,电机调速性能良好,响应迅速;转速发生突变时,电机对于速度响应很好,但在指令改变瞬间,电机输出转矩波动很大,且衰减很快,0.5s左右恢复正常;通过减小脉冲发生器中误差宽度、转子磁链给定值、调整转子时间常数等可有效达到稳定转矩的目的;为进一步实车测试提供参考。     

双金属带传动特性及传动比PID控制研究

为了解决金属带式无级变速器中金属带传动机构承载能力差,适用范围窄等问题,通过对传统单金属带传动系统进行分析研究,建立一种新型可传递大载荷的双金属带传动模型,并对双金属带模型中传动特性、功率流和传动效率等指标进行研究,最后建立一种适用于多种行驶路况和不同汽车工况的双金属带传动模型传动比PID控制策略。研究结果表明,双金属带传动转速分配数值计算结果与理论分析结果基本一致,由于加速工况下各部件转动惯量会产生加速阻力转矩,故转矩分配的仿真值稍大于理论值;双金属带传动较单金属带传动峰值传动效率较低,但是双金属带传动高效传动转矩范围更宽,约为单金属带传动的两倍;新型传动比PID控制方法能够较好克服滞后和超调现象,能够较好的满足多种行驶路况和不同汽车工况。     

无速度传感器的异步电动机模糊自适应PI直接转矩控制

文章针对传统无速度传感器直接转矩控制转速不稳定、超调量大等问题做出两点改进。首先,引入自耦PI对传统MRAS无速度传感器直接转矩控制进行改进,该方法改善无传感器直接转矩控制调速性能、降低超调量、减小稳态误差;其次,针对直接转矩控制具有转矩脉动大、调速性能差等缺点,提出变论域静态模糊自适应PI控制策略,减小转矩脉动并改善调速性能,大大提升了抗负载能力;最后,在Matlab/Simulink仿真环境下进行了仿真并进行分析,证明了上述方法的有效性和可行性。结果表明,相对于传统的无速度传感器直接转矩控制系统,仿真结果显示减小了转速超调量,缩短了转速上升中到达高速工况的响应时间,提升了抗负载能力。     

异步电机直接转矩控制系统改进方案的研究

针对直接转矩控制(DTC)异步电机低速运行时存在较大转矩脉动的问题,介绍了改进的控制方案.重点对离散空间矢量调制(DSVM)方法进行了分析.     

矿用自卸车电传动系统优化探讨

针对混合动力铰接式自卸车传动性能优化的问题,分析了电动轮车辆各工况下的功率流向。根据控制原理,研究各动力设备的控制方法以及提高系统效率的控制策略,在试验台上进行试验验证。结果表明,基于所提出的控制策略,交流电传动系统运行稳定,低速带载能力强,启动转矩大、效率高于传统机械传动车辆的动力系统,并具有很大的提升空间。     

一种新型三电平逆变器直接转矩控制策略的研究

为了解决基于查表三电平DTC控制存在的电压矢量选择复杂性问题,将基于PI调节思想的DTC感应电机控制策略引入到三电平逆变器的控制中。有效降低了三电平逆变器DTC控制的复杂程度,便于系统实现。仿真结果表明这种基于PI调节的直接转矩控制方法具有便于中点电位控制、转矩响应快、转矩脉动低等优点。     

电动助力转向回正控制策略的研究

针对汽车转向时在低速工况下回正不足,高速工况下回正超调的情况,在simulink中建立了电动助力转向系统模型,在采用经典PID调节的基础上加入了模糊控制器对电动助力转向的回正控制策略进行优化。仿真结果表明在低速和高速两种工况下,加入模糊控制器的电动助力转向将回正残余角控制在10度以内。     

内置式永磁同步电主轴模糊滑模联合矢量控制

针对内置式永磁同步电主轴驱动控制系统的特点,提出了最大转矩电流比控制策略以处理定子电流。最大转矩电流比控制策略的核心是采用牛顿迭代法对定子电流进行有效解耦,再利用闭环控制稳定跟踪实际数据,不断对定子电流进行改善,并建立模糊滑模联合控制模块,在提高系统的响应速度的同时优化系统的鲁棒性,抑制了系统的转矩波动,改善了系统输出性能。分析了滑模控制(Sliding mode control, SMC)与模糊控制的优缺点,提出模糊滑模联合控制。联合控制使系统升速的时间缩短了0.24 s,最大超调量减小为1.3 r/min,减小了系统升速时的波动,同时使得系统稳定运行期间的转矩波动低于1 r/min。试验结果表明联合控制不但具有滑模控制的快速响应能力以及较小超调量的优点,同时具有模糊控制在系统稳定运行期间有效抑制转矩波动的优点。     

超轻度混合动力传动系统建模和仿真

分析超轻度混合动力汽车及其传动系统,采用键合图理论,建立了超轻度混合动力汽车高速纯无级调速工况下的整车传动系统键合图模型,列出高速挡传动系统的状态方程。建立整车控制仿真模型,制定高速挡控制策略并进行了仿真分析。     

基于RT-LAB的高速动车组牵引传动系统实时仿真

针对如何搭建高速动车组牵引传动系统硬件在环仿真模型及实现该系统相关信号量的实时在线监测问题,通过利用RT-LAB实时仿真器和以GE公司CT11系统为开发平台的控制器搭建了高速动车组牵引传动系统的硬件在环仿真模型.采用了算法简单、控制效果更精确的直接转矩控制(DTC)方式作为系统逆变器的控制算法来驱动异步电机;为了使整个系统更接近实际的高速动车组,引入了列车通信网络(MVB)完成与硬件在环仿真模型的通信问题;在列车通信网络环境下,系统的运行速度曲线比较平滑,且始终保持在限速范围之下,满足了实际动车组对运行速度的要求.研究结果表明,该系统能够根据列车的运行特性曲线实时地获得不同工况下的运行结果,从而对实现牵引传动系统的实时在线监测具有重要的研究意义.     

电动自卸车轮边驱动电机输出转矩控制分析

电动自卸车采用电传动系统驱动轮边电机,实现短距离高效运输,轮边驱动电机的输出转矩非平稳而是存在一定波动,在某些工况下车身会出现抖动现象,对整车运行及其不利。根据电传动系统结构特点,基于驱动系统原理,搭建轮边双电机控制模型,对轮边电机输出转矩波动进行分析,并对控制方法进行设计分析,基于Simulink搭建动力传递系统模型,并对轮边电机驱动及转矩控制模块进行封装,基于Pharlap系统,利用NI PXI做目标机,对三种不同工况下通过调整相关参数对转矩波动幅度进行控制。结果表明:影响转矩波动的因素较多;通过调整脉冲发生器中误差宽度、转子磁链给定值等可有效控制波动幅度,波动幅度得到明显降低;基于Pharlap系统和NI PXI硬件对不同工况实时仿真大大缩短分析时间,提高了效率,表明了分析结果的可靠性,减小转矩波动对于后续研究以及减小部件的冲击有实际意义,为此类设计控制提供参考。     

基于直接转矩控制的双馈风力发电系统

在分析双馈电机(DFIG)数学模型和直接转矩控制(DTC)基本思想的基础上,提出了分段控制策略;采用MATLAB/Simulink对双馈风力发电机组从低风速到高风速的整体运行作了仿真研究.仿真结果表明分段控制策略是可行的.     

某纯电动车低速制动工况的减速器异响分析与控制策略优化

由于电驱传动系统的“欠阻尼”动力学特性,在某些特定的瞬态过渡工况,纯电动车容易发生传动系统的冲击噪声或整车抖动问题,严重地降低了车辆的驾驶舒适性。以某前置前驱纯电动车的低速制动工况异响问题为案例,系统地阐述了电驱传动系统异常噪声的测试分析与排查过程,提出了潜在的电驱系统异响机理与控制策略方法;并在不改变传动系统硬件结构的条件下,通过电机转矩过零滤波策略和主动阻尼控制的改进优化,消除了该车型在减速制动过程的异响问题。实车测试验证了改进方案的有效性。这对于解决类似的电驱动系统瞬态振动噪声问题,具有较重要的工程参考价值。     

卫星星间激光通信粗跟踪转台控制系统

为了满足卫星星间激光通信粗跟踪系统高的动态性能和稳态性能,针对普通PID控制存在阶跃响应超调量大、调节时间过长等问题,以永磁同步电动机为控制对象建立粗跟踪系统的三环控制模型,并进行matlab仿真分析.在普通PI控制的基础上提出一种自适应增益控制,为跟踪系统缩短调节时间改善超调等动态性能提供新的方法,在基于FPGA主控单元的控制下.地面实验表明,在187.25μrad(500码)阶跃信号的激励下,改进的自适应增益控制策略较普通PI控制,超调量由35.8％下降到10％,调节时间由100 ms缩短到70 ms,稳态精度保持在±2.247μrad(3码),控制性能得到了显著改善.在轨工况下,自适应增益控制策略能够实现星间激光通信跟踪转台的高精度控制,同时对其他高精度伺服系统设计具有借鉴意义.     

混合动力汽车牵引电机转矩单独控制策略分析

针对混合动力汽车以纯电动模式在均一附着系数路面上以任意车速行驶或在附着系数分离路面上以中高车速行驶工况,牵引力控制系统进入电机转矩单独控制的问题。根据电机单独作用的特点,对电机转矩单独控制策略进行分析,利用Simulink搭建整车分析模型,对比分析了不同工况下采取和未采取该策略分析结果;并与传统内燃机汽车牵引力控制时的结果进行对比,结果表明车辆行驶的稳定性得到明显的改善。采取混合动力汽车在环试验验证分析了电机转矩单独控制策略在试验工况下的结果,从得到的曲线看出电机实际输出转矩很好的跟随了期望电机转矩,控制过程中电机转矩变化平稳,表明控制策略很好的解决混合动力汽车电机单独驱动时的牵引力控制问题,为实际生产设计提供参考。     

液压马达变负载恒速控制动态特性对比

对比分析了液压马达变负载恒速控制的3种形式:变转速电机控制、比例阀控制、比例泵控制。针对每种控制形式的控制方法和特点,分别建立了3种恒速控制形式的数学模型,并对其响应特性作出预测。通过实验得到3种控制形式的动态响应曲线,对比发现阀控系统超调量最大,响应时间最短;泵控系统超调量最小,响应时间最长;变转速电机响应特性处于两者之间。基于PID控制对3种恒速控制动态特性进行了对比,有助于液压马达在不同工况要求下选择不同的恒速控制模型。     

基于自抗扰转矩补偿的采煤机截割传动系统动载荷主动控制

为有效抑制由冲击载荷引起的采煤机截割传动系统动载荷,提出基于自抗扰转矩补偿的采煤机截割传动系统动载荷主动控制方法。综合考虑电动机动态特性、齿轮时变刚度以及滚筒负载特性等,建立采煤机截割传动系统机电耦合动力学模型;以弹性扭矩轴两端的转速差为反馈状态变量,设计了传动系统动载荷自抗扰转矩补偿控制器,该控制器以弹性轴两端的转速差等于零为跟踪目标,将动载荷抑制问题转换成目标轨迹跟踪问题,通过控制电动机转矩来抑制截割传动系统动载荷;最后分析突变工况下所提控制方法对传动系统动载荷的抑制效果。研究结果表明:基于自抗扰转矩补偿的采煤机截割传动系统动载荷主动控制可有效地衰减由外部突变载荷引起的截割传动系统动载荷;载荷突增和突减工况下,与截割电动机直接转矩控制相比,基于自抗扰转矩补偿的传动系统动载荷分别减少46.51%和38.87%。     

混合动力汽车动力总成多智能体集成控制策略

为提高混合动力电动汽车(Hybrid electric vehicle, HEV)整车性能,结合等效燃油消耗最小模型,提出一种多智能体(Agent)控制的动力总成集成控制策略。系统Agent实时分解整车动力总成任务并将其分配给发动机Agent、电机Agent和蓄电池Agent,各部件Agent计算完成任务所需付出的油耗(或等效油耗)、排放与蓄电池能量损耗成本,采用多目标拟合优化算法求取综合成本最小的动力分配关系,得到初步请求响应转矩指令。各部件Agent以自身工作效率优化为目标对请求响应转矩进行限制,并与其他Agent交互补偿转矩信息,协调协作完成HEV动力总成的集成控制。在Simulink中建立各Agent模型和集成控制策略模型,嵌入到ADVISOR整车模型中进行不同仿真循环工况下的联合仿真。研究结果表明,集成控制策略能够能实时合理权衡动力性、排放性和燃油经济性,在未损失较多动力性的前提下能够提高HEV节能减排能力。     

永磁同步电动机直接转矩控制在Simulink下的建模仿真

根据永磁同步电动机的数学模型,结合直接转矩控制理论,利用Simulink软件,对永磁同步电动机的直接转矩控制进行建模并仿真.控制系统加入比例、积分(PI)调节器,研究表明,合理设置PI调节器的比例系数和积分系数,能提高转速响应的速度,动态响应加快;同时稳态误差,即超调量也能限制在较小的范围.     

调节方向盘转速的电动助力转向系统回正控制

针对已有电动助力转向(EPS)系统高速回正超调,低速回正不足的问题,提出了基于控制方向盘转速的回正控制策略。建立了齿条式电动助力转向系统动力学模型;阐述了回正特性曲线的获取方法;通过Adams/Simulink对控制策略进行了仿真试验。在控制策略方面跳出了以往的基于方向盘转角的模糊PID控制的局限,仿真分析表明基于方向盘转速控制的回正控制策略实现了理想的回正效果,较已有的回正控制不存在回正不足或超调现象,且回正过程无方向盘震荡现象,达到了迅速、准确的回正效果。