新型3-CRC并联机构结构及运动解耦分析

提出了一种能实现空间三维平动的3-CRC并联机构;应用机器人机构拓扑结构学理论对该机构的结构及运动输出进行了分析,并计算了机构的自由度;根据机构特点,运用解析几何中的坐标变换和投影理论求得了该机构位置正、反解的显式表达式;由正解结论分析机构的输入输出解耦性并利用ADAMS软件对该机构的运动及解耦性进行了仿真验证.

采用模拟退火算法的电动汽车复合电源能量管理系统优化

针对电动汽车的混合式复合电源工作模式切换复杂、不利于不同工作模式的功率最优分配问题,提出基于模拟退火算法的复合电源能量管理优化方法。对混合式复合电源的工作模式进行分层讨论,建立能量管理系统的各部件损耗模型,基于不同层次设计能量管理策略。在分层能量管理策略的基础上,采用模拟退火算法降低系统的损耗。搭建混合式复合电源仿真模型和实验台进行仿真和实验。仿真和实验结果表明:在NYCC和EUDC路况下,混合式复合电源能量管理系统采用模拟退火算法优化比滞环逻辑控制的总损耗降低0.8%和1.1%。混合式复合电源能量管理系统采用模拟退火算法不仅能有效降低系统损耗,实现功率最优分配,而且能及时跟随功率需求,由超级电容提供或吸收峰值功率,保证电池安全。

电动汽车用内置式PMSM的MTPA控制算法对比研究

研究了一台25k W内置式永磁同步电机,从解析法、β求解算法、反馈算法与直接求解算法4个方面对比实现了最大转矩电流比控制,并从动态响应、稳定性方面分析了仿真结果,发现直接求解算法,系统动态响应最快,其次是β求解算法,因反馈算法,需要多次重复迭代,故系统响应最慢。当t=0.25 s处负载转矩由40 Nm阶跃到80 Nm,可以看出交/直轴电流随之增大,与解析法中的MTPA轨迹曲线一致,计算结果比较接近,以此证明了3种算法的合理性,实现了电磁转矩与转速的快速跟踪,在工程上有巨大的应用价值。

纯电动汽车用内置式PMSM的MTPA-FW控制算法对比研究

以一台25 kW电动汽车用内置式永磁同步电机作为被控对象,分别使用梯度下降法、电流超前角β法对比分析,实现了弱磁控制。在整个控制系统中,2种算法均使用了电流、转速和电压三闭环反馈控制,以定子相电压Us对变频器直流侧母线电压Udc的利用率为基础,采集电流调节器ACR输出的交/直轴电压U_(dq),与定子相电压最大值Usmax相比较组成反馈电压控制环,经积分调节器,最终得到修正后的交/直轴电流。与反馈的交/直轴电流比较后的差值,作为电流调节器ACR的输入。在t=0.2 s时刻,负载转矩由80 Nm阶跃到20 Nm,转速由额定转速3000 r/min阶跃到最高转速12000 r/min,由转速曲线可以看出,采用2种不同弱磁调速算法,均可以实现具备4倍弱磁调速能力。仿真证明了弱磁控制算法的合理性,实现了电磁转矩与转速的快速跟踪,以及较小的电流与转矩纹波,并初步搭建了动力系统平台,为后续试验提供理论依据。

一种新型三平移并联机构运动输出及工作空间分析

根据螺旋理论分析了新型空间三平移3-RCR并联机构的运动螺旋和约束螺旋,确定了机构的自由度;运用坐标变换法求得机构的位置反解;利用极坐标边界搜索法通过具体算例确定了机构的工作空间及其边界,为该类并联机构的进一步研究和应用提供参考。

基于灵巧度3-RCR并联机器人机构的结构参数优化

对新型三平移3-RCR并联机构的位置解、雅克比条件数进行了求解分析;基于3-RCR并联机构的全域条件数,以灵巧度作为优化目标,利用遗传算法对其结构参数进行优化研究,运用MATLAB软件编程得到了该并联机构的灵巧度图谱,为该类并联机构的进一步研究和应用提供了参考。

基于遗传算法3-RCR并联机器人的结构参数优化设计

确定机器人机构结构参数是并联机构优化设计的难题,因为并联机器人的机构结构参数优化属于多维,多目标和多约束条件优化问题。基于3-RCR并联机构的工作空间体积,分析了机构结构参数对工作空间体积的影响。运用坐标变换法对机构的位置反解进行求解;利用极坐标边界搜索法通过具体算例确定了机构的工作空间及其边界,以工作空间为目标利用遗传算法对机构进行了结构参数优化,获得了性能优良的结构参数,运用MATLAB软件编程得到了该并联机构的工作空间图谱。为该类并联机构的进一步研究和推广应用奠定了基础。

内置式永磁同步电机结构与电磁耦合研究

首先从结构的角度,建立了刨煤机用内置式永磁同步电机的全参数化转子模型,分析了转子在不同转速下的位移分布;得到了电机在最高转速下,考虑磁钢底面胶可靠和失效两种工况下,转子的位移和应力分布。分析结果证明了转子最外圆周处位移最大,而隔磁桥处的应力最大;然而从电磁的角度,分析了不同隔磁桥宽度对空载反电势和气隙磁密的影响,随着隔磁桥宽度的增大,极间漏磁增大,反电势和气隙磁密均呈下降趋势,最后研制了实验样机,空载实验验证了在额定转速下,线反电势最大值和有效值和仿真结果误差在2%以内,同时电机在最高转速工况运行,转子运行可靠,没有出现与定子扫膛现象,证明了隔磁桥取值的合理性。

多方向实车振动路谱对电池容量和阻抗特性影响的试验研究

针对动力电池特性参数受振动影响会导致其状态估计精度受到干扰而目前又没有统一测试规范的问题,提出一种基于多方向实车振动路谱探究电池模组容量和阻抗特性的试验研究方法。通过分析国内外电池振动测试标准,提出采用实车路谱的必要性,然后设计采集系统获取强化道路下的电池包多方向振动信号,计算其功率谱密度估计,并选取能量集中频率区间分段拟合,构建适用于一般振动台的随机振动曲线。最后搭建了振动放电试验系统,以电池模组为对象还原实车中的安装形式与预紧力,进行振动工况下的标准放电和脉冲特性测试。结果表明:路面激励传递到电池包存在明显能量衰减和敏感方向,电池包振动加速度小于2g且能量集中于50Hz以下;一般的强化道路振动对动力电池放电容量并无明显影响,但会引起直流内阻产生不超过10%的增大。研究结果将为考虑振动因素的动力电池状态估计与故障诊断提供支撑。

基于Cruise的纯电动汽车性能仿真及测试验证

为了缩短纯电动汽车的研发周期并节约成本,快速高效地针对整车性能要求对其动力系统各零部件的关键参数进行匹配计算成为车辆研发初期的主要难题.基于Cruise软件建立整车模型验证参数匹配的合理性,通过计算快速得到整车的动力性和经济性能仿真结果,最后进行装车验证.结果表明:整车试验结果与仿真结果相差不大,且均满足整车的设计要求,验证了仿真模型的准确性.