双电机耦合驱动系统构型分层设计方法

双电机耦合驱动系统可实现无动力中断模式切换和不同负载下的高效驱动,显著提高纯电动汽车的动力性和经济性。因其具有多自由度、多源驱动等特性,导致构型设计无规律可循。本文采用功能分析法研究双电机耦合驱动系统构型的功能生成及结构衍生过程,提出包含功能生成及结构衍生的分层设计方法。建立以子机构为基本单元的图论模型,基于运动干涉判断路径可耦合条件,通过路径叠加,获取满足功能需求的操纵序列。提出由基本构型到齿轴构型、齿轴构型到具体构型的逐级结构衍生方法。最后以某电动商用车为例,选取优选方案进行参数设计并仿真分析。与原车相比,C-WTVC工况下该类方案的百公里耗电量降低了8.97%,0-50 km/h的加速时间缩短了8.9 s。

基于DDPG算法的电动拖拉机双电机耦合传动 参数优化

针对电动拖拉机双电机耦合传动系统中,驱动电机与PTO电机耦合驱动时传动系统各档之间传动比优化的问题,提出一种考虑电机耦合规律的传动系统速比动态优化方法。通过设计传动系统速比最小,电机耦合效率最高和达到设计工况时间最短的目标函数,借助Simscape搭建拖拉机传动系统模型与Simulink中创建的驾驶员模型、电机模型、控制器模型和拖拉机车身模型组成仿真环境;采用DDPG(强化学习)算法在连续动作空间内对传动系统进行迭代求出最优值。与静态优化相比结果表明:在运输模式下,传动比下降0.7,拖拉机从0~20 km/h加速时间提前0.3 s,电机综合效率提升10%。在旋耕模式下,传动比下降1.6,拖拉机从0~15 km/h加速时间提前1 s,电机综合效率提升5%。

履带车辆双电机耦合驱动系统同步特性

为提高双电机耦合驱动履带车辆直驶稳定性,从机械及控制两个方面对驱动系统输出同步问题进行研究。对驱动系统中的耦合机构负载均衡原理进行分析,得出耦合机构可以使其两个输出端的负载差传递到两个输入端后降低60%~80%.通过深入分析双电机耦合驱动系统同步运行的影响因素,提出基于模糊PID的偏差耦合同步控制策略,对两侧电机控制误差存在差异及驱动系统输出端存在不平衡负载状态下,有、无同步控制的情况进行仿真对比,并进行基于实车平台的双电机耦合驱动系统同步性能试验。仿真及试验结果表明,利用机械、控制相结合的方法很好地解决了双电机耦合驱动履带车辆直驶同步的难题。

双电机耦合驱动电动汽车驱动模式划分与优化

为充分发挥一款双电机耦合驱动系统电动汽车(DMCP-EV)多驱动模式的节能优势,制定了基于系统效率最优的驱动模式控制策略。根据该双电机耦合驱动系统的结构特点,定义了电机4种驱动模式并分别建立其动力学驱动模型和系统效率模型。在满足动力性要求的前提下,分析并划分了各驱动模式的工作范围,以系统效率为优化目标,采用粒子群优化算法进行优化,获得最佳的驱动模式切换控制和转矩分配策略。开展了Matlab/Simulink仿真和硬件在环试验验证。结果表明,经系统效率优化的驱动模式在满足动力性要求的前提下,有效提高了双电机耦合驱动系统的经济性,能耗降低11%。

双电机耦合驱动系统低速档扭转振动特性分析

以某新型双电机耦合驱动系统为研究对象,考虑齿轮副综合啮合刚度、各构件惯量、中心构件的扭转支撑刚度等因素,推导并建立了双电机耦合驱动系统的纯扭转动力学模型.通过求解特征值的方法获取系统固有特性.对系统整体扭转振动模式和轴系扭转振动模式下的固有特性进行分析,发现系统固有特性具有一种不完全的对称性.对系统固有频率的主要影响因素进行了研究,分析了系统共振点与车速之间的对应关系.建立了双输入双输出机电耦合系统振动特性分析方法,为双电机耦合驱动系统的扭振抑制控制方法的研究奠定了基础.

双电机耦合驱动系统试验台构建及控制策略试验

为了研究双电机耦合驱动系统的控制策略,采用模块化的设计思想搭建了试验台,试验台主要包括电源模块、负载模块、制动能量消耗模块和冷却模块;在LabVIEW软件平台上将监控模块与数据采集模块集成设计,开发了试验台测控系统。制定了双电机耦合驱动系统控制策略,包括单电机模式和双电机模式下的控制策略以及单电机-双电机和双电机-单电机的模式切换控制策略。利用试验台及测控系统进行了控制策略试验。试验表明,试验台及测控系统能满足双电机耦合驱动系统控制策略试验要求,控制策略能实现单电机模式和双电机模式的平稳运行,且能实现单电机-双电机和双电机-单电机模式切换。

双电机耦合驱动电动拖拉机转矩分配策略设计

根据双电机耦合驱动电动拖拉机的动力传递特点,为了提高双电机运行效率,从而提高电池能量的利用率,提出了一种基于线性递减权重粒子群算法的双电机耦合驱动电动拖拉机转矩分配策略。结合粒子群算法的全局搜索特点与电机效率曲线,制定了适应度函数与惯性因子。仿真与标准粒子群算法对比表明:基于线性递减权重的粒子群算法收敛速度快,搜索结果更优。Simulink仿真与硬件在环对比表明:仿真结果在运输工况与犁耕工况下需求转矩相对误差分别为1.24%、4.45%,比标准粒子群算法的SOC变化量分别提升4.26%与5.81%。

电动汽车双电机耦合驱动系统发展与趋势

阐述了国内外电动汽车双电机耦合驱动系统的发展现状,对不同双电机耦合驱动系统的结构特点和应用等进行了总结。从动力性、经济性、布置灵活性、控制复杂性和成本五个方面对不同耦合驱动系统进行了综合对比分析,并对其发展潜力和趋势做出了归纳和展望。

双电机耦合驱动系统悬置系统改进设计

针对AMT耦合双电机驱动系统进行悬置系统改进设计。通过分析双电机耦合方式和双电机的控制策略,提出对电机驱动系统进行急加速分析,以此来评估电机在瞬时工况下电机的位移是否满足设计要求。分析了悬置系统断裂问题产生的原因,对电机在瞬态工况下的电机质心位移进行分析,使电机工作在合适的位置,不会同周围零件发生干涉。

双侧电机耦合驱动履带车辆单侧电机故障模式下车辆安全控制

双侧电机耦合驱动履带车辆单侧电机发生故障如果不及时采取措施,极易导致车辆偏驶,甚至出现安全问题。为了保证单侧电机故障模式下的车辆安全,开展单侧电机故障模式下车辆制动避障安全控制研究。基于实车采取的一侧发生故障、另一侧及时处于故障模式的控制方式进行车辆安全性分析,提出一种双侧电机耦合驱动履带车辆单侧电机故障模式下车辆安全控制策略并通过RT-LAB半实物实时仿真验证。研究结果表明:该控制策略能够按照驾驶员意图,在单侧电机故障模式下实现不同车速下车辆不同相对转向半径的转向控制,而且面对连续的避障需求,可以稳定转向,保证履带车辆的安全。

基于载波移相技术的强耦合双支路电机共模电压抑制研究

在大功率永磁同步电机应用场合,由电机传导出来的高频振动噪音的舒适度逐渐变成一个重要的因素。采用载波移相技术两并联逆变器驱动的强耦合双支路电机因特殊的绕组结构能够有效地消除奇数倍载波频率附近的高频振动噪音而逐渐得到广泛应用。除了对电机高频噪音的抑制外,系统运行过程中也应考虑对传导的电磁干扰进行抑制。对于一般结构的电机,载波移相技术能够有效地抑制电机共模电压的幅值。但对于具有特殊绕组结构的强耦合双支路电机,采用载波移相技术对其共模电压是否存在抑制能力还没有被分析和验证。这篇文章的目的是通过理论分析与实验验证确定对强耦合双支路电机采用载波移相技术能够有效地抑制电机的共模电压,抑制系统传导的电磁干扰。

基于动态规划的双电机耦合电驱动系统控制策略优化

国内多教纯电动商用客车所采用的单电机直驱或单电机+多描变速器的驱动构型存在综合效率低、换抬时动力中斯等问题,本文针对高性能純电动大客车提出了一种双电机耦合电驱动糸统,即將个电机的输出通过合理变速增扭后,与另一个直速于驱动林的电机同柚动力耦合。基于动态规划方法对该电驱动糸统在特定工况下进行了转矩分紀控制优化,与原等比控制策略相比,提高了驱动糸统的综合效率,降低了13.6%的电耗。

双耦合直驱力矩电机自适应RBF网络反演控制策略研究

电机作为机械手臂的核心元器件,已成为现代工业应用研究必不可少的技术,而双电机协同运动一直是该研究领域的一大热点。因此为解决多电机协同运动、精确位置跟踪和抗干扰等问题,以当下热门的直驱力矩电机组成双耦合电机系统作为研究对象;首先,进行了精确模型下的反演控制器设计和稳定性分析,证明所设计控制律稳定;其次,在未知模型下进行RBF网络反演控制器的设计,通过Lyapunov稳定性证明得到所设计系统稳定可靠;最后,以未知模型下的自适应RBF网络反演控制器为例,进行MTALAB/Simulink仿真分析可知:所设计控制器实现能够较好的位置跟踪、响应速度快,具有很好的应用研究价值。

双耦合电机神经网络反演控制研究

针对双耦合电机驱动系统存在不精确对象和非线性效应的问题,提出一种神经网络反演控制器用于电机驱动系统,对其控制律进行了详细推导并仿真分析。仿真结果表明,神经网络反演控制器在控制电机驱动系统方面效率较高,能保证闭环系统的稳定性和性能。神经网络控制器比假设充分了解动力学情况下设计的标准反演控制器具有更好的控制效果。

双侧电机耦合驱动履带车辆斜坡转向控制策略

斜坡转向过程是履带车辆的一种典型工况,受重力沿斜坡分力的影响,其动力学特性与平面转向相差很大,转向控制难度大。为提高履带车辆斜坡转向过程的稳定性,对双侧电机耦合驱动履带车辆的转向原理和履带车辆动力学与运动学进行分析,建立斜坡转向运动学与动力学模型。在此模型基础上,提出斜坡转向模型预测控制策略。针对不同斜坡角度以及转向半径,利用MATLAB/Simulink软件对转向控制策略进行建模与仿真,并通过电驱动车辆进行了实车验证。结果表明,该履带车辆斜坡转向模型具有较高的可信性,基于模型预测的斜坡转向控制策略能够使车辆稳定地进行斜坡转向操纵。

双耦合电机混合动力系统能量分配和协调控制

双耦合电机混合动力系统由发电机和电动机组成。能量分配控制策略基于系统效率最优化确定了各个系统部件目标运行点。建立在能量分配基础上的协调控制算法考虑了发动机和双电机的动态特性来满足驾驶员的动力性需求;同时发动机瞬态优化控制避免了发动机加浓喷油并改善了燃油经济性。

双电机驱动电动拖拉机实时自适应能量管理策略研究

提出了一种用于纯电动拖拉机的双电机多模动力耦合驱动系统(DMCDS),通过对两电机与制动器的协调控制可以实现4种驱动模式:电机EM_S独立驱动、电机EM_R独立驱动、双电机耦合驱动和双电机独立驱动,多种驱动模式有利于提高电机负荷率和运行效率,从而提高整机驱动效率。为实现双电机动力耦合驱动系统的高效运行,增强能量管理策略对电动拖拉机不同作业工况的适应性,设计了一种基于随机动态规划+极值搜索算法(SDP_PESA)的实时自适应能量管理策略,该策略利用随机动态规划离线生成的状态反馈控制表作为控制输入参考,以保证近似全局最优,在此基础上,引入自适应寻优算法极值搜索算法动态搜索系统输出的局部极大值,以反馈校正SDP的控制输入,并生成能耗更低、效率更高的工作点。基于SDP_PESA的能量管理策略综合考虑了全局优化算法的良好优化性能和瞬时优化算法的实时性、鲁棒性,利用两种算法的优势,实现更加优异的控制性能。基于Matlab/Simulink建立了带有SDP状态反馈控制表的双电机驱动电动拖拉机(DMET)整机仿真模型,利用真实作业工况数据分别对基于SDP和SDP_PESA的能量管理策略进行仿真实验。仿真结果表明,DMET实际车速可以实时跟踪目标车速的变化,控制策略能够快速响应作业负载的变化;基于SDP的能量管理策略,DMET在犁耕和运输工况的每千米平均耗电量分别为1.77、1.17 kW·h/km,整机驱动效率分别为0.80和0.81。引入PESA输出反馈控制器后,整机驱动效率分别提高了2.13%和1.97%,平均耗电量分别降低了10.17%和16.2%,这表明基于SDP_PESA的能量管理策略可以有效增加纯电动拖拉机的作业里程,并且SDP_PESA完全具备实时应用能力。

电动拖拉机动力耦合装置设计与选型

设计了多种基于行星齿轮机构的双电机动力耦合结构方案,利用杠杆分析法得出多种动力耦合装置的定量关系,对比分析各方案的传动特性,选出两种较好的方案进行了动力匹配及参数计算。基于Simulation X搭建双电机动力耦合装置传动仿真模型,进行运动学仿真分析,优选出最终传动方案。仿真分析结果表明,提出的选型方法能有效减少耦合传动方案数量,选出的动力耦合传动方案转速及转矩性能优异,可满足电动拖拉机多工况作业需求。该项研究对行星轮系及汽车变速器开发具有重要的理论意义。

履带车辆电传动转向性能半实物仿真分析

针对双电机耦合驱动的履带车辆,提出了基于模型参考的自适应转向控制方法,实现车辆转向的动态补偿控制,建立了转向性能仿真模型,构建了转向性能半实物仿真平台,在柏油路和农村松软路两种路面下,进行车辆转向性能半实物仿真.结果表明,双电机耦合驱动的履带车辆相对转向半径误差较小,转向稳定性好.

园艺电动拖拉机驱动系统模式切换控制策略研究

为确定多驱动模式的切换点,针对园艺电动拖拉机双电机动力耦合驱动系统进行研究分析。首先,根据双电机耦合驱动系统的结构特点与工作原理,将电动拖拉机的驱动模式分为单电机驱动模式、双电机单独驱动模式,以及双电机动力耦合驱动模式;其次,对电动拖拉机在典型作业模式下的整车负载转矩进行了分析;然后,重点分析了犁耕作业下,依据选取的模式切换点,制定相应的模式切换控制策略,并对双电机动力耦合驱动模式下的双电机转矩分配进行研究;最后,搭建双电机动力耦合驱动系统仿真模型,并进行仿真验证。仿真结果表明:多模式切换控制策略有效,同时也实现了双电机动力耦合驱动模式下双电机转矩的最优分配。