计及转矩储备的车用双转子电机转矩控制策略

针对电机定子电流变化率受到定子绕组电感的制约,进而影响电机转矩的快速变化的问题,提出了一种计及转矩储备的车用双转子电机转矩控制策略。首先,推导了双转子电机的数学模型,分析了转矩空间变化率的基本表达式及其与矩角特性之间的关系;其次,基于永磁电机的矩角特性,制定了计及转矩储备的电流控制策略,即在转矩快速变化之前预先加载定子电流,使得转矩快速变化阶段可保持定子电流恒定,以便通过转子的旋转带动转矩角的变化来实现转矩的快速输出;最后,搭建了转矩储备控制策略的仿真模型和实验台架,通过仿真和实验验证了所提出控制策略的正确性与可行性。

准同步运行双馈直线电机定子磁场定向方法研究

【目的】本文聚焦于准同步运行双馈直线电机(DFLM)动子电流矢量控制的定子磁场定向问题。针对高速磁浮应用工况下由于动子磁动势远大于定子磁动势而导致的定子磁场信息难以获取问题,以及悬浮控制中动子电流存在谐波注入问题,本文创新性地提出了一种基于动子固结α-β坐标系的定子磁场定向方法及其相应的参数校正方法。【方法】该方法通过误差分析和参数校正,获得足够精度的动子侧参数,从而直接在动子绕组中精确求解占比较小的定子反电动势用于磁场定向。【结果】基于DFLM试验平台对所提方法进行验证,结果表明,在足够精度的动子侧参数下,该磁通观测算法能使定子电流T轴分量收敛并稳定于0 A,实现磁场定向。【结论】本文所提方法能获得足够准确的动子参数,并达到良好的磁场定向效果。且不受动子电流谐波注入的影响,能保持良好的动态性能,维持稳定的磁场定向。

永磁同步电机谐波电压与电流的耦合模型及前馈控制

以一组正负序谐波电流对为研究对象,构建了多同步旋转坐标系下永磁同步电机的谐波电压模型,该模型揭示了正负序谐波电压与谐波电流之间的耦合关系。通过在传统矢量控制系统上增加参考谐波电流计算模块与前馈谐波电压计算模块,构建一种谐波电流注入控制系统,该系统中电流比例积分(PI)控制器只需完成基波电流对应直流量的跟踪,谐波电流的跟踪性能则由前馈的谐波电压保证。选取两种永磁同步电机作为谐波电流注入的试验对象,对比具有前馈谐波电压的系统与仅包含电流PI控制器的系统的谐波电流响应结果,台架试验结果表明前馈谐波电压能够有效地改善高频谐波电流注入的效果,另外从时域及频域分别对电机输出的转矩脉动信号进行对比和分析,结果表明:利用前馈谐波电压能更准确地完成谐波电流的注入,进而实现永磁同步电机转矩脉动的有效抑制。

机械式自动变速器动力中断研究进展及解决方案

阐述了机械式自动变速器固有缺陷产生的原因以及对车辆驾驶性能的影响;总结了目前国内外针对定轴式变速器动力中断问题的研究进展及方案,并在此基础上提出有源动力补偿以及无源动力补偿的概念;最后总结了机械式自动变速器未来发展趋势.

燃料电池汽车动力总成控制策略

讨论了燃料电池汽车的动力总成负载均衡、动力蓄电池充电态闭环控制、燃料电池发动机功率的预测调节 ,以及电机回馈制动控制策略等问题 ;介绍了动力总成控制器的算法实现 ,并示例性地给出了实车转鼓测试结果 .测试结果表明 ,针对电电混合动力总成提出的基本控制策略能充分考虑动力总成各组成部件的动力和经济特性 。

变速器静态换挡负载测试平台的构建与试验分析

精确的换挡负载是机械式自动变速器(AMT)执行机构选型的重要依据。本文中构建了一种结构简单、成本低廉的测试变速器选、换挡力的试验台,并对关键部件进行选型。为永磁同步执行电机提出一种转速控制算法,以实现精确的速度控制;在测试试验台上对不同挡位的换挡过程进行换挡力测试,并分析换挡速度对换挡负载的影响。结果显示试验台可有效准确地测试变速器的换挡负载,为手动挡变速器的设计与优化以及AMT执行器的选型提供指导意义。

有效改善换档动力中断的车用有源传动装置

针对AMT换档过程中的动力中断和并联混合动力汽车中发动机和电机双动力源耦合工作问题,提出了一种基于定轴式齿轮变速箱的混合动力车用有源传动装置,通过电机与变速箱的集成设计使得电机和发动机联合工作的输出特性更加符合车用工况需求,对现有技术继承性好,具有较好的推广应用价值.

车用IGBT模块及其驱动电路双脉冲实验

通过双脉冲实验对车用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块及其驱动电路进行实验研究,实验中主要观察了IGBT模块在开通和关断过程中的关键特性,包括开关损耗、有源箝位功能、续流二极管的安全性及母排杂散电感等。同时结合实验曲线对IGBT。的开关过程进行了详细介绍。

基于RTLinux和MATLAB的控制算法快速原型系统

作为MATLABRTW工具箱的PC硬件平台上的目标仿真集成环境 ,RTL Target是一个用于控制算法开发和调试的快速原型系统 .它以RTLinux为实时操作系统 ,能够方便地对Simulink框图表述的控制算法和动力学模型进行高精度的实时仿真 ,除了可以应用于快速原型系统开发外 。

基于双脉冲实验的SiC与IGBT特性对比研究

SiC功率器件的应用要求对SiC半导体器件本身结构性能及工作特性等有系统认识和研究,其相关工作在国内才刚起步。通过搭建双脉冲实验平台,对SiC功率器件驱动工作特性进行实验研究,进行双脉冲测试,实现530 A大电流驱动关断实验。与IGBT模块的双脉冲测试结果对比,SiC功率器件比IGBT器件开关速度更快,开关损耗更小,续流管反向特性好,反向恢复电流更小。此外,针对SiC功率器件关断时的涌浪电压问题,采用纯C吸收电路可有效抑制涌浪电压,降低器件的关断损耗。

新型混合动力变速器原理及其无动力中断换档过程分析

介绍了一种新型定轴式混合动力变速器的原理,其电机动力传递路径可以切换这一技术特征一方面使电机能够利用档位速比高效地向轮边提供动力,另一方面可以克服自动机械式变速器换档过程中存在动力中断的问题.通过双中间轴传动方案可利用有限的空间实现多个档位,最大限度地增加与变速器串联布置电机的设计空间.基于一款微型乘用车进行了定轴式混合动力变速器的速比设计并完成了动力性的校核,通过仿真说明了无动力中断换档功能的实现过程,证明其能够有效解决动力中断.

基于AUTOSAR的点到点安全通信的实现

功能安全的概念在汽车嵌入式系统领域越发到关注,汽车开放系统架构AUTOSAR(Automotive Open System Architecture)是目前国际流行的标准软件架构,它在AUTOSAR4.1的版本中针对功能安全首次提出了点到点(End-to-End,E2E)的安全通信机制;为保证汽车各组件间的通信安全,对在AUTOSAR架构下的E2E安全通信机制进行了研究,采用E2EProfile 2的方法来实现E2E安全通信,旨在解决如何保证电子控制单元(Electronic Control Unit,ECU)之间以及ECU内部不同核之间,不同SWC(software component)之间数据的安全通信的问题;基于AUTOSAR架构,通过在电子控制单元核内通信采用E2EProtection Wrapper的通信方式,跨电子控制单元核外通信采用COM E2ECallout的通信方式实现了通信机制的搭建;通过对ECU内部及跨ECU的通信测试,表明该方法能有效的检测通信过程中的重复发送错误、CRC(Cyclic Redundancy Check)校验和错误及发送序列错误等问题。

燃料电池汽车动力系统仿真试验台开发

为满足燃料电池汽车动力系统全部功率范围内精确加载及测试的需要,开发了燃料电池汽车动力系统仿真试验台,介绍了该试验台的系统方案及电源模拟技术和惯量模拟技术。该试验台以双向DC-DC变化器模拟燃料电池,以电模拟方式进行驶使阻力的模拟和控制,通过控制电机的速度变化率实现惯量模拟。通过调试试验,得到了设计预期的电源模拟和惯量模拟效果。

并联混合动力轿车传动比初选方法

通过分析,对混合动力汽车传动比的选择给出了初步结论:从动力性角度出发,当动力源工作在最大功率点时,恰当选择传动系统的总传动比,使得汽车能够达到最高设计车速,选择此时传动比为最小传动比;综合考虑最大爬坡度、附着率及汽车最低稳定车速3方面的问题确定最大传动比;最大和最小传动比之间的中间挡位应按照等比级数分配传动比的原则进行分配。

WindowsNT数据采集和实时显示应用探讨

讨论了 Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｎ Ｔ 作为实时系统用操作系统的可能性及应用中的限制和应该注意的问题，

不同空间矢量调制算法的共模电压抑制性能对比研究

三相逆变器供电的电驱系统中往往会产生幅值较高、高频交变的共模电压,对电驱系统的电磁兼容性、电机轴承寿命等产生危害。为抑制共模电压,分析了SVPWM调制算法下共模电压的生成机理,对AZSPWM1、NSPWM、TSPWM等共模电压抑制算法进行了仿真与分析。结果表明,3种调制算法均能有效地抑制共模电压,TSPWM算法的开关损耗较低、线性调制区域无限制,综合性能较优,但3种调制算法的电机相电流谐波含量均比SVPWM高。试验结果为共模电压抑制方案的选择进一步提供了理论依据和指导。

一种磁链重构的双三相PMSM分布参数建模方法

基于传统集中参数建立数学模型的双三相永磁同步电机(PMSM),实际运行受气隙磁场非正弦、磁饱和等非线性因素影响的空间谐波特性难以进行准确描述,提出一种基于磁链重构的双三相PMSM分布参数建模方法。首先利用有限元数值分析(FEA)获得电机的磁链数值解。根据磁链的周期性特性,利用傅里叶级数展开及多项式拟合获得磁链的解析模型并得到基于分布参数的电压方程和电磁转矩模型。在不同工况下对比了分布参数电机模型与FEA模型的仿真结果,证明分布参数模型对电机转矩、磁链谐波特性描述的有效性。在此基础上,建立了基于分布参数模型的双三相PMSM的离线仿真系统并进行了台架实验,实验结果表明,分布参数模型能有效地对双三相PMSM空间谐波特性进行表征。

Δ-Σ ADC在旋变解码与电流采样中的应用

将Δ-ΣADC应用于永磁同步电机旋变解码与电流/位置同步采样中。根据旋变工作原理对旋变激励电路、返回缓冲电路和英飞凌TC275芯片的底层模块配置进行设计,并在MATLAB/Simulink环境中完成了信号仿真,根据仿真结果分析了反正切函数的缺点,并在相角观测器中对相位延迟进行补偿。针对Δ-ΣADC同时运用在电机旋变解码和电流采样的情况,设计了一个合适的同步方案。联合硬件在环和CANape工具,验证了旋变软件解码的准确性与同步方案的可行性。

电机模型中牵连运动及其动生电动势的数理表达

引入恰当的运动参考系可以简化交流电机模型推导和分析。一般地,运动参考系下空间矢量电压方程的推导分两步:(1)在“线圈固结坐标系”中运用法拉第电磁感应定律建立电压平衡式;(2)通过坐标变换的方式推导运动坐标系下的电压方程。该过程数学推导严谨,但是,对于记忆和理解运动坐标系下的电压方程的物理意义有难度。参考力学系统中“惯性参考系”的概念,根据法拉第电磁感应定律是否直接适用,引入所谓的“法拉第参考系”概念,对运动坐标系和线圈固结坐标系加以区分。对“非法拉第参考系”,借鉴“非惯性参考系”中引入“惯性力”的做法,引入附加“牵连运动电动势”,以此表征运动参考系引入的牵连运动效果。

基于磁链重构的永磁同步电机分布参数模型

针对基于电感的永磁同步电机(PMSM)线性集中参数模型无法描述电机磁路饱和、反电动势非正弦等非理想特性的问题,提出一种基于磁链重构的PMSM分布参数模型,并进行了仿真和试验验证。首先通过有限元分析(FEA)获取电机不同工作点下的磁链,其次利用傅里叶级数展开和多项式拟合方法对磁链进行重构,再根据重构的磁链建立起PMSM分布参数模型,并进行了仿真和试验验证。仿真和试验结果表明,模型能准确描述PMSM在不同工况下的非线性特性。