轮毂电机驱动装甲车辆行驶稳定性控制仿真

为实现8×8轮毂电机驱动装甲车辆行驶稳定性控制,采用分层控制的驱动力矩分配思想,在顶层基于一种G-向量控制方法,利用车辆的横向加速度信息对车辆的总驱动力矩进行修正;在中间层次基于直接横摆转矩控制的思想,实现两侧驱动力矩的合理分配;在底层采用驱动防滑控制,实现各驱动轮转矩的优化分配。基于"驾驶员-综合控制器"在环实时仿真系统进行实时仿真试验,对稳定性控制算法和车辆综合控制算法代码进行验证,仿真结果表明该控制方法能够有效抑制车辆的横向运动,提高车辆行驶稳定性。

装甲车辆电传动系统实时仿真平台构建

基于分布式仿真技术,按照仿真精度的区别,建立了包含弱实时层、强实时层和苛刻实时层三个层次的装甲车辆电传动仿真系统。在弱实时层,采用CAN总线通讯,进行驾驶员模拟操控以及基于Vortex的车辆动力学实时仿真;在强实时层,采用Flex Ray总线通讯,应用RT-LAB软件进行发动机、发电机、蓄电池的实时仿真;在苛刻实时层,采用并行数据总线,进行基于硬件FPGA和DSP的电机和逆变器实时仿真。从计算实时性、通讯实时性对所建立的实时仿真系统进行实时性分析。仿真结果表明:该实时仿真系统可以进行车辆整体性能、电传动系统性能和部件性能3个层次的仿真分析,并且系统实时性满足仿真要求。

轮式电传动装甲车辆车速估计

为实现轮毂电机驱动装甲车辆车速估计,在融合纵向加速度信号、转向盘转角信号和8个车轮转速信号等多信息源基础上,结合车辆动力学模型,以纵向加速度和轮速为观测变量,以加速度和车速为状态变量,设计车速估计卡尔曼滤波器。通过试验数据分析8轮轮速与实际车速的关系,优化轮速观测量输入信号。利用方向盘转角信号和加速度信号,实时调节过程噪声和观测噪声,得到了准确可靠的车速估计;并利用实时仿真系统进行了验证。

三电平虚拟空间矢量脉宽调制算法窄脉冲抑制研究

三电平虚拟空间矢量脉宽调制(VSVPWM)算法在空间矢量图的某些区域会产生窄脉冲,窄脉冲会增大开关器件的开关损耗和输出波形的谐波。首先从理论上分析三电平VSVPWM算法的窄脉冲分布区域,在此基础上提出一种窄脉冲抑制算法,在窄脉冲出现的区域,根据开关矢量分配基本原则,对开关矢量的作用时序和分段进行优化调整,在不影响空间矢量合成的前提下避免了绝大部分的窄脉冲,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。

近江牡蛎3个种群生化遗传变异的研究

用同工酶电泳方法研究广东省官渡、阳江和汕尾的近江牡蛎(Ostea rivularis)的遗传变异。分析了11种同工酶20个的位点,其中出现13个位点显示为多态。结果表明官渡、阳江、汕尾种群的多态位点比例分别为0.200、0.200、0.500。官渡和阳江种群间,官渡和汕尾种群间以及阳江和汕尾种群间的遗传距离(D)分别为0.0451,0.1125,0.1088。

灰色关联法的装甲车辆混合电传动方案评估

为了实现装甲车辆混合电传动系统方案的优化设计,在综合运用层次分析法和灰色关联分析法的基础上,建立了一个新型的综合评价模型。模型采用层次分析法确定评价指标的权值,运用灰色关联分析法计算评价对象的灰色关联系数,进而计算加权灰色关联度作为判定评价对象优劣的准则。最后利用该模型对4种主流混合电传动方案的评估,得到了混合电传动方案性能优劣的排序,并对排序结果进行了分析。

轮毂电机全速度范围无位置传感器控制研究

为提高电传动装甲车辆驱动系统的可靠性,研究车辆轮毂电机无位置传感器复合控制技术,并对速度过渡区间的切换方法进行了改进。建立了基于转矩、电流双闭环的永磁同步电机控制系统,基速上、下分别采用弱磁控制和最大转矩电流比控制策略;电机低速区采用简化的脉振高频注入法,中、高速区采用模型参考自适应法,以实现全速度范围内转子位置辨识;采用变权重加权控制切换方法,并改进算法切换过程中两种算法工作区间的选择,在保证辨识精度的同时节省了系统的软、硬件资源。仿真和试验结果表明:无位置传感器复合控制算法能够在全速度范围内准确辨识出转速和转子位置;改进后的切换方法能够保证电机在速度切换区间内实现平滑过渡,保证了电机可靠运行。

基于改进灰色马尔可夫链的电传动装甲车辆负载需求功率预测

为解决电传动装甲车辆负载需求功率预测精度偏低的问题,提出一种基于改进灰色马尔可夫链的组合功率预测方法。采用改进灰色预测方法和马尔可夫链预测方法对负载需求功率中的主体功率和残差功率进行预测,并在每个预测时刻将两种功率预测结果进行代数相加,建立改进灰色马尔可夫链组合预测方法。仿真结果表明:该负载需求功率组合预测方法相对于传统单一预测方法,能够较好地预测负载功率的强随机性变化特征,准确预测负载需求功率的变化趋势,预测精度最高提升了16.49%,可为后续能量管理策略提供有效参考信息。

一种基于数据融合的全轮驱动车辆质心侧偏角估计方法

为准确估计全轮电驱动车辆行驶状态参数,设计了一种基于数据融合的质心侧偏角估计方法。该方法充分利用低成本普通车载传感器信息、电机输入信息和驾驶信号,在建立非线性3自由度车辆模型和轮胎模型基础上,采用无迹卡尔曼滤波算法对质心侧偏角进行估计;同时通过信号积分法估计质心侧偏角,结合车辆行驶工况和路面条件,将无迹卡尔曼滤波和信号积分两种算法结果进行了数据融合。基于硬件在环实时仿真平台进行了车辆操纵仿真验证,结果表明,提出的估计算法与单一估计算法相比,具有更高的观测精度,能够满足多种行驶工况下的质心侧偏角观测需求。

双侧独立电驱动履带车辆反馈线性化解耦与预测行驶控制

针对双侧独立电驱动履带车辆行驶动力学耦合和跟踪优化的控制问题,提出一种解耦和预测控制方法。在车辆仿射非线性模型基础上,通过反馈线性化消除系统动力学耦合因素,实现纵向车速和横摆角速度的解耦控制;对解耦后的速度和横摆角速度子系统分别设计自适应广义预测控制算法,采用递推最小二乘法辨识受控自回归积分滑动平均模型的参数以修正控制律,并结合电机输出能力对系统控制量和输出量进行约束,实现目标速度和横摆角速度的跟踪优化;依托某型电驱动履带样车开展实车试验。结果表明,所设计的算法能够快速准确跟踪目标速度和横摆角速度,控制量输出平滑,抗扰性能强,可实现车辆多种工况下的稳定行驶。

8×8分布式电驱动装甲车辆稳定性直接横摆力矩与转矩矢量控制

为提高车辆的行驶稳定性,发挥轮毂电机驱动的优势,提出一种8×8分布式电驱动轮式装甲车辆直接横摆力矩与转矩矢量控制方法。建立车辆的线性二自由度模型,求得期望横摆角速度和质心侧偏角。设计一种分层控制器:上层控制器为协调横摆角速度和质心侧偏角,采用滑模控制对两个变量的控制输出分别进行计算,并设计加权函数,得到横摆力矩输出;下层控制器将8个车轮按轴分为4组矢量,根据横摆力矩和纵向力需求,按照转矩矢量合成的方法得到各轮转矩。实时仿真实验结果表明,该控制方法能合理分配车轮转矩,有效控制横摆角速度,提高车辆的行驶稳定性。

一种基于多模型融合的电驱动车辆车速估计方法

为解决分布式电驱动车辆行驶状态参数获取困难的问题,根据轮毂电机驱动车辆多信息源的特点,提出了一种基于多模型融合的车速估计方法。该方法以自适应卡尔曼滤波算法为基础,建立了车速估计的状态空间模型和量测模型,对滤波噪声方差进行了自适应调节。同时为进一步提高状态参数估计精度,设计了基于车身加速度积分的车速估计器,并且结合车辆行驶工况和路面条件,将卡尔曼滤波和信号积分两种估计模型进行了融合。采用基于dSPACE的实时仿真平台进行了仿真分析,结果表明基于多模型融合的车速估计方法具有较高的估计精度,能够满足多种行驶工况下的车速估计需求。

一种双总线并行的电传动车载实时监控终端开发

为了监测和记录电传动车辆实际运行中的各种状态指标,针对实车试验时系统状态参数多、实时性要求高等特点,基于CANOE总线开发平台设计了一种CAN和FlexRay双总线并行传输的车辆状态监测记录终端,实现了对车辆实际运行中各项通讯信号与实时状态参数的采集、存储与显示,以及车辆故障信息告警。实际应用表明,该监测终端运行稳定可靠,为进一步调整车辆控制参数、改进控制算法提供了依据。

新型车载综合电力系统拓扑结构研究

车载综合电力系统是开展新一代重型车辆电传动技术研究的核心内容之一。本文对车载综合电力系统的概念、发展现状和趋势做了简要介绍,深入讨论了几种车载综合电力系统拓扑结构优点和不足,综合分析比较,最终选择了串联式综合电力系统结构方案,为下一步车载综合电力系统以及电传动技术的试验研究,奠定了基础,并具有十分重要的意义。

分布式电驱动履带车辆性能仿真研究

本文针对履带车辆双侧独立电驱动方案中驱动电机性能难以满足车辆转向、爬坡以及高速行驶需求的问题,提出了一种主动轮和负重轮协同驱动车辆行驶的分布式电驱动履带车辆方案。然后基于RecurDyn和Matlab/Simulink建立了车辆的机电联合仿真模型,并对车辆的性能指标进行了仿真验证。仿真结果表明分布式电驱动履带车辆方案设计的可行性,同时电驱动系统各部件参数匹配正确,满足了车辆的各项性能指标要求。

基于标准路面的电传动车辆动态加载图谱研究与应用

为了解决电传动台架系统模拟车辆行驶时的路面阻力问题,提出了一种适用于车辆动力学实时仿真系统Vortex查询的路面动态载荷谱编制方法。该方法以标准路面谱为参考标准,实现了标准路面模型向Sayers模型的转化,并采用功率谱密度(PSD)验证了模型准确性,提取ADAMS离线仿真载荷数据,由轮胎六分力推算出驱动电机输出端的负载数据,并整合为"位移-车速-路面等级-负载"动态加载图谱,交由Vortex平台实时查询调用。通过电机台架系统动态加载试验对所编制图谱的有效性进行了验证,实验结果表明,加载图谱能够真实反映路面负载波动规律,该方法对电传动台架系统动态加载具有重要意义。

一种标准路面激励下的车轮动态负载研究

以某型电传动四轴轮式车辆为研究对象,运用ADAMS搭建了整车模型和标准随机路面,开展了不同路面、不同车速工况仿真试验,对比分析车轮垂向位移、加速度响应和驱动电机动态负载。试验结果表明:所搭建路面模型符合标准功率谱密度,车辆轮胎对道路作用响应良好,路面条件和车速均对车轮动态负载有不同程度影响。实验数据准确可靠,为进一步调整车辆的控制参数、改进控制算法提供了依据。

轮毂电机驱动装甲车辆“驾驶员-综合控制器”在环实时仿真

为验证轮毂电机驱动装甲车辆控制方案的可行性,在仿真系统中引入真实的驾驶员操纵输入,构建了"驾驶员-综合控制器-电机驱动系统-车辆动力学"整车闭环控制系统,并建立了基于横摆转矩控制的轮毂电机驱动装甲车辆控制模型,实现了各驱动电机驱动转矩的合理分配。采用真实的车辆综合控制器,与RT-LAB仿真平台中建立的驱动电机模型和Vortex仿真平台构建的车辆动力学仿真系统共同组成"驾驶员-综合控制器"在环实时仿真系统,并在此基础上开展了真实驾驶员操控下整车动力性能实时仿真,验证了实车综合控制器控制算法的可靠性,同时分析了车辆动力性能。

多轮独立驱动装甲车辆稳定性控制

为实现多轮独立驱动装甲车辆行驶稳定性控制,提出了1种基于G向量控制的驱动力控制方法,利用车辆的横向加速度信息对车辆的总驱动力矩进行了修正。基于2自由度车辆模型,从负载转移和纵向驱动力影响的角度分析了该稳定性控制方法的理论依据。基于人在环实时仿真系统进行了8×8轮毂电机驱动装甲车辆实时仿真实验,对该稳定性控制算法进行了验证,仿真结果表明:该控制方法能够有效增强对车辆横向运动的控制能力,提高车辆行驶稳定性。

基于转速控制的电传动车辆动力分配策略

为解决电传动车辆行驶过程中的动力分配问题,在车辆整体方案设计的基础上,对驾驶员操作指令进行合理的解析,并提出了一种基于＂转速控制＂方式的动力分配控制策略,通过对左、右侧驱动电机进行转速控制给定,实现车辆在各种复杂工况下的正常行驶,最后进行了系统建模和仿真。结果表明：基于该动力分配控制策略,车辆可实现稳定直驶、任意半径转向、中心转向以及电气制动等工况要求,并且具有良好的动力性能。