Electro-mechanical Braking Method in Hybrid Electric Vehicles Based on Feedback Control Theory

In this paper, the hybrid electric vehicle braking process is researched, by using variables consists of HEV speed, motor speed, and state of charge established, fimctions of mechanical braking force, regenerative braking force and efficiency of energy recovery are constructed, and the control goal is to maximization the energy recovery efficiency. Under the feedback control strategy, with the constrain condition of braking strength and braking stability, combining experiments in ADVISOR, in different experiments of different working conditions, we can see that in UDDS Cycle, the regenerative braking efficiency is the best. What＇s more, compared with strategies in ADVISOR, strategy proposed in this paper is obviously better.

矿用无人运输车辆精准停靠控制算法

以无人驾驶矿用运输车为平台,开展精准停靠控制试验研究。为尽可能精确地到达期望停靠位置,首先设计距离-速度规划方案,在此基础上提出1种前馈加反馈的执行器开度控制算法;其次,在底层控制中考虑加速度补偿项,并对制动切换逻辑进行优化;最后进行仿真测试和实车试验,通过测试纠正控制参数,避免掉烦琐的系统参数辨识。结果表明:采用精准停靠策略能降低干扰引起的速度波动,优化底层控制逻辑,有效提高停靠精度。

城轨列车再生制动能量回馈系统应用方案综述

城轨列车在制动过程中产生大量的能量,当不能完全被其他车辆吸收时,导致牵引用电网电压升高,危害牵引设备、车辆安全和缩短使用寿命。由于轨道交通制动再生能量处置是一个复杂、综合的过程,如何对其进行合理的控制成为学者研究的热点,为此,综合分析了能耗型、储能型、逆变回馈型等四种再生能量处置方案的优缺点及逆变回馈方案中的三种并网形式,通过分析认为逆变回馈型再生制动能量吸收系统是目前解决地铁列车制动时网压升高及节能问题的最优方案。

永磁直驱地铁列车能耗分析及验证

[目的]地铁列车的永磁直驱技术作为一种新型的牵引方案,在节能、降噪等方面具有一定的优势,特对其节能效果进行研究。[方法]通过理论分析,探讨了永磁直驱地铁列车相对传统的异步牵引电机齿轮传动地铁列车在能耗方面的优势,并以徐州1号线永磁直驱列车为例,介绍了永磁直驱地铁列车的设计方案;结合实际线路情况,计算了永磁直驱地铁列车相对传统异步牵引电机齿轮箱传动地铁列车的节能效果;最后通过试验验证了其优势。[结果及结论]在节能方面,永磁直驱牵引系统相比传统异步牵引电机齿轮箱传动系统具有较高的优势。

一种新型剪切阀式旋转MR制动器的开发与评估

基于磁流变(Magnetorheological,MR)液的流变特性,MR制动器具有的高转矩-体积比(Torque-to-Volume Ratio,TVR)和低功耗优点使其成为一种应用前景广泛的被动力输出装置。为了提高旋转型MR制动器在单位空间内的输出制动转矩,基于凸轮结构提出了一种在剪切阀模式下工作的旋转型MR制动器。首先,介绍了这种新型MR制动器的总体结构,并基于Bingham塑性模型和凸轮模型对MR制动器的输出制动转矩进行了理论推导。然后,利用ANSYS软件和多目标优化设计方法,对制动器的结构进行有限元分析,得到最优的几何参数。在自主搭建的实验平台上对制动器进行了性能测试实验,结果表明,该制动器具有较高的TVR、较低的初始制动转矩和良好的动态特性。该制动器在较小的体积下能够实现最大42.4 kN/m^(2)的TVR,可以很好地满足力触觉交互、康复训练、可穿戴设备等需要小体积和大输出转矩的应用场景。

CRH6型城际动车组空气制动异常施加问题分析研究

CRH6型城际动车组在运用过程中出现闸片磨耗过快的问题,磨耗周期约8万km。根据减速度设计曲线与电制动包络线,列车电制动能力在全速度范围内至少可覆盖常用制动2级。但是大量的动车组上线运营数据显示,动车组在低级位(2级)制动时均补充了空气制动,与理论设计存在差异。针对上述问题,搭建了牵引系统与制动系统地面试验台。为模拟现车条件,电制动请求、电制动反馈线缆长度同现车线缆长度。模拟不同制动级位、不同速度等级下的电空配合工况,利用上位机和万用表分别采集牵引控制单元(TCU)和制动控制单元(BCU)的电制动请求值、反馈值。通过对试验数据分析、研究和对比发现,TCU与BCU内部的A/D电路、D/A电路在转换过程中存在损耗。此外,同一个制动单元内的动车和拖车之间传输的载荷信号也存在衰减。为此,文章从制动控制原理入手,针对采用硬线作为电制动与空气制动传输介质的列车,提出了改进优化方案,在TCU内部设定了电制动补偿系数。优化方案经过了现车验证,应用效果良好。

倾斜带式输送机能量回馈变频制动技术仿真研究

针对倾斜带式输送机传统制动方式存在能耗较高、制动冲击较大、制动平稳性较差等问题,对倾斜带式输送机新型制动技术进行研究,提出了一种能量回馈变频制动新技术。利用计算机系统搭建了回馈变频制动技术PID闭环控制模型,设置仿真参数并进行数值模拟。仿真结果表明,回馈变频制动中的回馈制动单元可以回收系统能量,有效降低制动能耗,大大降低制动冲击,实现了带式输送机的恒力矩制动,机械和电气复合制动方式可以有效防止误制动,制动过程更可靠,验证了能量回馈变频制动技术的优势和效果,取得了满意的仿真结果。

电动汽车续驶里程影响因素分析

电动汽车因操作便捷、噪声低、节能环保等特点,已成为人们出行的首选交通工具之一。续驶里程作为电动汽车的关键性能之一,广受关注。分析了影响续驶里程的能量流向,然后以能量流向为基础,分析了电动汽车的整车参数、动力电池、电机及其控制器系统、制动能量回收等因素对续驶里程的影响,展望了未来电动汽车续驶里程增加的方向。

基于预测反馈的混合动力汽车制动机构模糊软切换控制技术

汽车制动机构系统的模糊控制多采用耦合模型,由于缺少对控制器参数的优化,导致控制误差较大,整体控制效果不佳。为此,提出基于预测反馈的混合动力汽车制动机构模糊软切换控制技术。根据动力汽车制动机构系统的组成结构,分别建立传统制动模型与再生制动模型,利用最小二乘法将其拟合,得到制动系统的综合动力学模型。根据汽车运行的实际工况,分析模糊软切换方式与各工况的匹配度,以获取模糊控制器的权重系数,采用预测反馈机制设计汽车行驶路径指令,并通过优化控制器输入偏差与辨识参数,设计最佳控制策略。实验结果表明,所提方法的控制误差较小,控制效果更好。

电容式加速度传感器下电梯制动器制停时间预测算法

电梯制动器制停时间的预测需要大量的实时传感器数据,由于受到噪声和不准确度等因素的影响,存在数据稀疏性和不完整性的问题,导致预测精度与效率较低。为此,提出电容式加速度传感器下的电梯制动器制停时间预测研究。采用电容式加速度传感器实时采集电梯制动器制停过程中的加速度数据;对采集的数据进行二阶正反馈带通滤波处理,消除可能存在的噪声或不必要的频率成分;利用傅立叶分析技术对加速度数据进行误差补偿处理,以减少由于传感器本身或其他因素引起的误差对制停时间预测的影响;基于已经滤波和误差补偿过的加速度数据,结合牛顿第二定律可以估算出电梯制动器的制停时间。经实验证明,设计方法预测平均百分比误差小于1%,预测耗时短于1ms,可以实现对电梯制动器制停时间高精度快速预测。

变频器供电的船舶推进系统制动过程研究

变频器供电的船舶推进系统在其制动过程中,由于受螺旋桨工作特性的影响,推进电机会向变频调速装置馈能,进而易引起调速装置因过电压而烧毁.在分析了螺旋桨水动力特性和推进电机机械特性的基础上,研究了船舶制动过程中回馈能量的机理,计算了推进系统制动过程向调速装置回馈的能量,设计了消耗回馈能量的斩波制动电路,并对1MW,12相同步推进系统的制动过程进行了仿真和实验分析.理论分析结果得到了实验验证.

地铁再生制动能量逆变回馈电网装置的研究

目前,城市轨道交通再生制动能量利用率较低,大部分由电阻转变成热能消耗掉。为此,设计了一种再生制动能量逆变回馈电网装置,实现再生制动能量的回馈利用,并有效减少了隧道内因电阻发热而产生的温升。阐述了逆变回馈装置的组成及设计方法,给出其控制策略,以单列机车为例进行了仿真模拟,证明该装置在机车制动时能够维持直流牵引网电压的稳定,回馈电能给交流电网。建立了实验模拟装置,通过实验结果验证了该控制方法的可行性和有效性。

变频器泵升电压控制电路的设计

给出一种泵升电压控制电路的设计方法 ,将再生能量回馈到电网。同时给出了主电路、控制电路、主要参数的计算方法及相关波形。

飞机全电刹车系统建模与仿真研究

对飞机全电刹车系统组成及工作原理进行了较为详细的研究,建立了全电刹车系统的整体模型,采用模糊控制方法完成了全电刹车系统控制回路设计。在MATLAB/SIMULINK仿真环境下进行仿真,给出了湿跑道条件下的仿真结果。结果表明系统的模型是基本正确的,全电刹车系统在作动响应及刹车效率等方面均比液压刹车系统有较大提高。

四象限交流变频调速技术在电牵引采煤机上的应用

本文介绍交流变频器能耗制动、回馈制动的基本原理和主要特点,分析在采煤机上应用的技术关键,提出在煤层倾角较大的综采工作面上,采用回馈制动的四象限交流变频器是较合理的选择。

地铁再生制动系统仿真及节能优化研究

将列车简化为受控电流源,建立逆变回馈式牵引供电系统模型,在Simulink软件中将该模型串联建立地铁列车全线系统模型,以计算各牵引变电所的电压变化曲线及列车通过再生制动逆变回馈的能量。以地铁列车全线对向开行时供电臂和走行轨等效电阻的损耗功率最小作为优化目标,对牵引变电所设置策略进行优化;为延长相邻列车牵引和制动的总重叠时间,采用引力搜索算法对列车运行图进行优化。以某在建地铁为例,为减少电网能耗和提高再生能量的利用,仿真研究牵引变电所的优化设置和列车运行图的优化调整。结果表明:牵引变电所位置应尽量均布设置;采用引力搜索算法优化列车运行图,可最大化相邻列车牵引和制动的叠加时间,改善节能效率。

再生能馈装置在北京地铁工程中的应用及节能效果分析

介绍北京地铁14号线工程供电系统,提出地铁工程供电系统应用再生能馈装置需验证系统稳定性、电能质量及返送城市电网等重要问题,现场试验结果证明再生能馈装置能够满足相关技术要求。通过统计再生能馈装置正式运行后较长时间内的电能数据,计算节能电量,分析牵引用电量和返送电网电能数据,结果表明再生能馈装置投入运营后节能效果良好。

回馈能量可控型再生制动控制策略研究

电动汽车制动系统由机械-液压制动和再生制动组成。再生制动指车辆制动时,电机输出反向转矩,辅助车辆制动,同时将车辆的部分动能转换成电能储存在回收装置里。提出一种根据路面附着系数合理分配再生制动力,同时可以最大限度回收回馈能量的再生制动控制策略,该策略可对回馈能量进行有效控制,确保充电安全性。最后进行仿真分析和实验研究,结果证明本策略可使车辆实现稳定制动,并能最大限度回收回馈能量。

城市轨道交通牵引变电所主结线方案研究

城市轨道交通直流牵引供电系统中用电和发电同时存在,其负荷属于典型的脉冲大功率负荷,其牵引变电所应至少具有整流、功率平衡和牵引网电压控制3种基本功能。依据功能需求决定主结线方案的基本原则。综合技术经济因素分析比较了几种典型主结线方案,给出了2种性能优良和经济适用的牵引变电所主结线方案。鉴于目前大功率功率控制器件和储能介质的发展水平,综合技术经济因素,牵引变电所宜采用多重化二极管整流与逆变回馈或者储能装置组合的主结线方案。

变频驱动异步电机再生制动及馈电技术

针对通用变频器不能直接用于快速启动、制动和频繁正反转调速场合问题,探讨了变频调速系统中的再生能量产生机理,尤其是对再生能量回馈状态下惯性体的运动能量、有源逆变回馈能量、制动转矩进行了定量分析,揭示了各物理量之间的关系,设计了一种通用变频器能量回馈控制系统。实验表明,该系统馈送电流谐波小,功率因数高,能够有效地实现能量回收和精确制动;该系统使得变频器可以实现四象限运行,节能效果明显。