轮毂电机电动汽车空气悬架阻尼GA-LQR控制研究

针对轮毂电机驱动电动汽车因电机内部不平衡电磁力引起的负面振动加剧等问题,提出一种基于遗传算法的线性二次型调节器(GA-LQR)的空气悬架阻尼控制方法。建立包含轮毂电机和空气悬架系统的轮毂电机驱动电动汽车8自由度半车动力学模型,并进行实车试验验证模型;仿真分析路面激励和不平衡电磁力两者对电动汽车垂向振动的影响;根据最优控制理论提出LQR控制策略,并通过遗传算法对LQR控制中的加权矩阵Q和R进行全局搜索优化,构建了GA-LQR阻尼控制器。仿真结果表明:相较于被动悬架和LQR控制的空气悬架,基于GA-LQR控制的空气悬架对电动汽车各评价指标的改善效果明显,可有效抑制轮毂电机因偏心引起的不良振动,极大地提高车辆的乘坐舒适性。

纯电动汽车用异步电机损耗最小控制策略研究

为提升电动汽车续航里程,研究加入铁损电阻参数辨识的节能降耗控制策略。基于异步电机工作机理,分析异步电机不同性质下的损耗,对损耗电阻进行在线辨识,建立考虑铁损的电路模型,推导出基于在线辨识和计及铁损的异步电机损耗最小控制电流,实现了节能控制,并搭建系统仿真模型和测试实验平台,开展车用异步电机多工况下的仿真实验和性能测试实验。实验结果表明,所研究的策略能较好地辨识铁损电阻,能有效提升异步电机的效率,提高一次充电续航能力,该策略在工程应用上具有一定的实用价值。

轮毂电机驱动电动汽车4WS和DYC协调控制

为了提高轮毂电机驱动电动汽车的路径跟踪能力和操纵稳定性,本文针对主动四轮转向系统(4WS)和直接横摆力矩控制系统(DYC)提出一种新型的协调控制策略。首先,综合考虑车辆的路径跟踪性能和操纵稳定性,建立一种共享转向控制模型,并在此基础上提出基于非合作Nash博弈的4WS控制策略。其次,为了提高危险行驶工况下的车辆侧向稳定性,基于质心侧偏角相平面将车辆状态划分为稳定区域、过渡区域和失稳区域,并分区域建立DYC控制器。再次,为了实现后轮转向与直接横摆力矩的协同控制,建立基于模糊神经网络的ARS/DYC协调控制器。最后,利用CarSim/Simulink联合仿真平台和硬件在环平台,分别进行双移线工况下的试验验证。研究结果表明,所提出的控制策略能够有效地提高车辆在极端行驶工况下的路径跟踪精度和操纵稳定性能。

双电机电动汽车再生制动控制策略研究

本文针对某款双电机电动汽车的再生制动展开相关研究。基于I曲线、ECE法规曲和f线设计了4种不同制动强度段的前、后轮制动力分配策略,然后根据电机转速、电池SOC,车速以及制动强度设计了紧急制动与非紧急制动两种工况下的再生制动力分配策略。其中在非紧急制动工况中,建立了模糊控制算法,根据车速与制动强度调整再生制动了分配系数。使用Carsim与MATLAB/Simulink建立联合仿真模型,在NEDC工况下对模型进行仿真,结果表明,本文设计再生制动控制策略能够满足制动工况需求,并且通过制动能量回收电池SOC提升了4.41%。

电动汽车PMSM控制系统抗积分饱和滑模控制器

针对电动汽车电机PI控制系统易因系统内部饱和限制而产生积分饱和现象,从而引发超调和振荡问题,提出一种参数自适应抗饱和滑模控制策略。采用基于幂次—指数混合趋近律的平滑非奇异终端滑模控制器代替传统滑模控制,降低稳态误差,加快响应速度。设计参数自适应抗饱和积分器通过限幅前后误差计算和速度环补偿,减小永磁同步电机物理受限系统饱和效应对系统超调的影响。为保证新控制系统的稳定性,利用Lyapunov理论进行了稳定性证明。仿真和实验结果表明,该策略在电机速度控制中能够有效改善系统超调,同时削弱滑模控制存在的抖振问题。

电动汽车电机控制器母线电容纹波电流研究

在电动汽车电机控制器中,由于电机负载电流的变化和功率器件高频开关的影响,在直流母线上会产生纹波电流,纹波电流通过直流母线电容,会导致母线电容发热,纹波电流过大会引起电容发热严重,直接影响电容使用寿命。本文通过对电机控制器建立Matlab/Simulink仿真模型,分析了母线电容上纹波电流波形特征,同时分析了纹波电流影响因素,最后介绍了母线电容关键电气参数,结合纹波电流影响因素,对母线电容选型匹配提供参考。

基于扰动观测器的电动汽车永磁同步电机预设性能控制

针对由永磁同步电机驱动的电动汽车在外部负载转矩扰动下的精确速度跟踪控制问题,文章提出了一种基于扰动观测器的预设性能反推控制方法。其首先基于反推法设计控制器并引入二阶滑模微分器逼近虚拟控制律的导数,解决了传统反推控制中的“微分爆炸”问题;其次,为降低电动汽车在行驶过程中出现的电机负载扰动的影响,提出了一种新型的扰动观测器,以此提高系统的抗干扰性能;此外,为了达到预设的高瞬态和稳态转速跟踪性能,引入了预设性能控制,以保证跟踪误差在规定的边界内;最后,利用李雅普诺夫函数证明了系统的稳定性。仿真结果表明,相比传统的PI控制,在所设计控制器作用下的电机转速跟踪精度提升了5倍以上,具有更好的转速跟踪性能和抗干扰能力。

分布式电动汽车驱动电机故障诊断与容错控制研究现状与发展趋势

针对永磁电机故障诊断与驱动整车容错控制技术的发展现状和研究成果进行分析,从考虑电机绕组短路和永磁体退磁的故障角度,阐述了基于信号提取和智能辨识的典型诊断策略,梳理了不同诊断方法的技术难点;在整车容错控制方面,依据转矩转移、控制分配、智能控制等容错技术的适用场景,探讨了不同控制算法的逻辑架构及优缺点;展望了分布式电动汽车驱动电机故障诊断及容错控制关键技术的发展方向。

电动汽车电机与电池协同控制策略研究

电动汽车的动力系统主要由电机和电池组成,其协同工作对于提高电动汽车整体性能至关重要。研究电动汽车动力系统中电机与电池的协同控制策略对于优化电动汽车的能量利用效率和性能表现具有重要意义。本文针对电动汽车动力系统中电机与电池之间的动态关系,提出了一种基于协同控制的动态功率分配算法和能量管理策略,该策略能够实现电动汽车动力系统的能量高效转换和性能优化调节,为电动汽车的发展提供新的思路和方法。

高性能电动汽车电机控制策略探讨

该文通过理论分析和试验验证,从高效节能、精准转矩控制、自适应优化和安全可靠4个方面进行高性能电动汽车电机控制策略研究。研究表明,所提出的效率优化控制、转矩控制、自适应控制策略能够显著提升电机效率和动力性,改善车辆续航里程和加速性能,同时容错控制能够保证故障状态下的转矩输出能力,在提升电动汽车性能方面效果显著。

一种电动汽车驱动系统扭转振动扭矩梯度控制方法

本文提出一种电动汽车驱动系统扭转振动扭矩梯度控制方法。该方法引入RBF神经网络计算扭矩变化率梯度限制值,利用扭矩变化率限制值对驱动电机的输出扭矩进行限制,以此防止扭矩突然变大所造成的传动系统各轴段的过度扭转,从根源上消除引起驱动系统扭转振动的问题。与传统扭转振动控制方法不同,文章提出的控制方法面向实际工程应用,不依赖于车辆简化的二阶质量模型以及车辆参数,避免由于模型及车辆参数精度问题对控制效果造成的不良影响,具有优良的实际工程应用价值。最后,文章通过实车试验的方式对该方法的可行性及有效性进行验证。

纯电动汽车永磁同步电机矢量控制发展现状研究与展望

永磁同步电机作为纯电动汽车的核心动力装置之一,其矢量控制技术的发展对电动汽车的性能和效能具有重要影响。文章在综述研究成果的基础上,着重分析和探讨纯电动汽车永磁同步电机矢量控制技术的发展现状,并展望其未来的研究方向。首先,通过对纯电动汽车发展趋势和市场需求的分析,阐述研究背景和研究意义。然后,针对纯电动汽车永磁同步电机矢量控制技术的关键问题,提出相应的研究目标。在此基础上,总结研究所取得的主要结果和发现,包括矢量控制技术对电动汽车性能的提升与能量效率的改善效果等。最后强调纯电动汽车永磁同步电机矢量控制技术的重要性以及未来研究的方向。

电动汽车整车控制器的检修

对于大多数装备整车控制器的电动汽车,整车控制器在全车控制单元中担任非常重要的角色。整车控制器的英文全称为Vehicle Control Unit,简称VCU,它与电机操纵机构、电子加速踏板等部件共同构成整车控制系统。整车控制器采集电子加速踏板位置传感器信号、制动开关信号以及其他部件信号,监测车辆信息及驾驶员意图,并根据扭矩模型等算法做出相应判断后,控制下层各部件控制器及执行器的动作,驱动汽车正常行驶。

电动汽车驱动电机与负载模拟系统建模及电弧故障仿真研究

电弧故障是引发电动汽车电气火灾的重要原因之一。电动汽车行驶工况复杂,电机及其驱动系统电压高、电流大,且其电弧故障随机性强、隐蔽性高导致真车故障实验难以开展,因此提出一种借助小功率电机与负载系统模拟故障的方法,以便快速开展大量实验,研究电弧故障特性。首先,在电动汽车负载转矩计算和等效缩放的基础上搭建了模拟实验平台,采集三相永磁同步电机线路串联电弧故障电流。其次,运用MATLAB软件构建空间矢量脉宽调制控制的电动汽车驱动电机与负载模拟系统,引入Cassie电弧故障模型并进行改进,对电动汽车三相永磁同步电机线路串联电弧故障展开仿真分析。最后,采用基于平肩宽度占比和小波包分解能量占比的特征提取方法,将仿真数据与实测数据进行比较并定量评价。结果表明,所提出的高斯电弧故障复合模型的相对平均误差最小,仅为7.6%。所构建的仿真系统可有效模拟实际线路的电弧故障,对电动汽车电气火灾的防控具有重要意义。

电动汽车用集中驱动电机技术发展综述

近年来环境保护、能源危机和温室效应等问题促使电动汽车行业迅猛发展。电机作为电动汽车的关键部件,其性能直接影响电动汽车的电驱系统。随着电驱系统永磁化、高速化、集成化的不断发展,驱动电机在结构设计、冷却散热等方面面临诸多挑战。梳理了目前车用驱动电机类型、典型拓扑结构及其应用案例并分析了各自优缺点。综述了驱动电机热分析和冷却结构设计的研究现状,总结了驱动电机所亟须解决的技术问题,并展望了未来发展方向,可为电动汽车用驱动电机的理论研究和工程应用提供一定参考。

电动汽车永磁同步电机绕组匝间短路故障车载诊断技术研究

电动汽车驱动电机车载诊断系统的研发可以提高行车安全和维护效率,这有助于电动汽车的推广和应用。本文以电动汽车永磁同步电机驱动系统为研究对象,主要研究电动汽车驱动电机车载诊断关键技术。文中以电动汽车驱动系统的电机定子绕组匝间短路故障诊断为任务载体,采用文献法综述了PMSM驱动系统车载诊断技术研究与应用现状,对车载诊断系统的两个重要因素(技术、市场)进行了探讨和评述。对永磁同步电机驱动系统故障诊断技术的未来发展进行总结和展望,提出车载诊断控制方案需要满足的三个基本要求。研究发现,不依赖于外部硬件且需要较少算力的参数辨识算法更适合当今的车载诊断系统。采用在线诊断(反电动势估计)和离线诊断(高频信号注入法)相结合的方法有助于提高故障诊断的准确性。

分布式驱动电动汽车横向稳定性抗饱和滑模控制

【目的】探讨轮毂电机输出转矩的幅值和响应速度饱和的问题。【方法】以分布式电动驱动汽车为研究对象,结合二阶嵌套饱和函数对滑模控制进行抗饱和设计,并基于轮毂电机的峰值转矩及其在台架试验中的实际响应设计抗饱和滑模控制器的上下限参数。【结果】抗饱和滑模控制器能严格限制直接横摆力矩的幅值和变化速率,能极大地提高极限工况下车辆的横向稳定性。【结论】本文提出的方法有效解决了极限工况下轮毂电机易陷入饱和的问题,避免了因车轮滑移导致车辆失稳。

考虑制动意图识别的四驱电动汽车制动控制策略

为进一步提高制动能量回收率,考虑不同工况下驾驶员不同制动意图所需的制动效果,提出了一种四驱电动汽车制动控制策略。首先,针对常规制动工况,基于常规制动意图识别,从制动能量回收率、稳定性和安全性角度分别设计控制策略;其次,针对滑行工况下的不同滑行制动意图,判断电机制动力是否介入及何时介入,并根据驾驶员所需的滑行距离计算电机制动力的大小;然后,由台架试验获得前后电机外特性并建立前后电机最优利用效率模型;最后,利用Carsim和Simulink进行了联合仿真分析。仿真结果表明,在新欧洲驾驶循环(New European Driving Cycle,NEDC)工况下,与并联控制策略相比,能量回收率提升了13.64百分点;在滑行工况下可有效识别驾驶员需求滑行距离,提升了整车滑行经济性。

分布式驱动电动汽车执行器失效容错控制研究

为了提高单电机故障状态下分布式驱动电动汽车的稳定性,提出了一种驱动力重构和主动前轮转向(AFS)结合的容错控制方法。首先,设计滑模控制器,控制输入量为横摆角速度和质心侧偏角,进而对所需横摆力矩和前轮附加转角进行控制。其次,建立电机故障状态下的整车驱动力优化分配模型。当车辆电机出现故障时,运用二次规划算法对各电机转矩进行重构分配。同时,当某一电机发生故障且同侧电机出现输出饱和而无法提供足够的横摆力矩时,通过主动前轮转向提供附加横摆力矩。最终搭建CarSim/Simulink联合仿真模型进行验证,结果显示,所采用的容错控制方法可有效提高车辆稳定性和动力性。

电动汽车用碳化硅轮边电机控制器高效控制技术研究

电动汽车的高温、高湿、高热量的工作环境,对碳化硅(SiC)轮边电机控制器提出高功率密度、耐高温的要求。而驱动系统效率的有效提升,对电机控制器发挥着重要作用。该文通过对国内外同类产品的现状进行分析,从碳化硅电机控制器硬件研究、软件研究及轮边电机系统标定方法、技术路线等方面进行研究,最终确保所研究产品具有高效、精准的良好性能。