基于粒子群算法的纯电动商用车转矩分配策略

针对纯电动商用车采用双电动机驱动时存在的转矩分配问题,提出基于粒子群算法的模糊控制策略.首先在Simulink/Stateflow软件中搭建整车动力系统物理模型,以粒子群算法为基础,进行整车转矩分配.由于计算量大,无法运用于实车,故根据粒子群算法的结果,结合传统项目经验,设计一个参数实时调节模糊控制器来进行转矩分配.该方法运行速度快,且基本达到粒子群全局优化的效果.验证与分析结果表明:与原车单电动机动力系统相比,采用该方法的双电动机动力系统能量消耗减少了12.08%;在双电动机动力系统下,该方法与平均分配控制策略相比,电动机总能量损失降低了13.09%.

基于矢量分类的NPC型三电平双三相PMSM的改进模型预测电压控制

多电平多相电机驱动系统存在电压矢量数目多、冗余复杂及多目标非线性约束等问题。以二极管钳位型三电平六相逆变器驱动双三相永磁同步电机为研究对象,以电机谐波电流抑制和逆变器直流侧中点电位平衡控制为目标,提出一种基于电压矢量三角区域分类的改进模型预测电压控制策略。首先,以基波子平面大投影幅值为原则,对729个电压矢量进行初筛;接着,基于三角区域分类方法对筛选后的电压矢量进行分类,并对期望电压进行所属三角区域定位、确定候选矢量。设计满足电机定子电流谐波抑制及逆变器中点电位平衡控制的目标函数;根据电机数学模型和逆变器特征研究多目标控制权重因子的理论设计方法。不同工况下的有效性及对比实验表明,所研究的控制策略不仅能改善多电平多相电机驱动系统的多目标控制性能,还能有效降低控制器计算负担。

分布式后驱电动客车电子差速控制策略

为提高转向工况下分布式后驱电动客车操纵稳定性,提出一种双层式电子差速控制策略。上层控制策略根据车辆参考模型和实际状态参数,以质心侧偏角和横摆角速度为控制目标,通过模糊PI控制器计算得到附加横摆力矩。下层控制策略先以驱动轮的垂直载荷比例作为驱动力分配依据,再将上层控制中计算得到的附加横摆力矩分配给轮边电机。考虑到实际电机能够提供的最大转矩是有限值,对电机进行选型以确定电子差速控制策略输出的转矩范围。在Simulink和Trucksim中搭建联合仿真环境验证电子差速控制策略的可靠性。结果表明:在双移线工况下,该电子差速控制策略相比于等转矩分配策略,在方向盘回转时车辆的质心侧偏角最高减小了69.8%,横摆角速度最高减小了8.2%;在方向盘角阶跃工况下,该电子差速控制策略相比于等转矩分配策略,质心侧偏角能够减小83.7%,横摆角速度能够减小9.4%。

基于双通道Transformer模型的多维信号故障诊断方法

感应电机在现代工业中有十分重要的作用。然而,电机长时间运行后会变得疲劳从而导致灾难性后果。由于电机故障诊断本质是对电机的时间信号分类,该研究提出双通道Transformer模型,该模型利用电流和振动信号进行诊断,并通过连续小波变换提取频域特征作为输入。双通道Transformer模型将数据的时域和频域信号分别通过Transformer模型,这种替代不仅可以提取时间特征,还可以提取空间特征。实验结果表明,所提出的模型可以提供高达95.36%的诊断准确率,证明其在电机故障诊断中的有效性。与传统的单信号故障诊断方法相比,该模型具有更好的鲁棒性和准确性。

双重任务训练联合渐进性下蹲式抗阻训练在帕金森病患者中应用研究

目的探究双重任务训练联合渐进性下蹲式抗阻训练干预对帕金森病(PD)患者运动功能及平衡能力的影响。方法选取2021年1月至2024年1月江西省九江学院附属医院收治的PD患者76例,按随机数字表分为对照组38例,进行常规康复训练,研究组38例,进行双重任务训练联合渐进性下蹲式抗阻训练。比较两组干预前后运动功能[Fugl-Meyer运动功能量表(FMA)]、平衡功能[Berg平衡功能量表(BBS)]、心肺耐力[10 min步行测试(10 MW)]及认知功能[蒙特利尔认知评估量表(MoCA)]。结果干预后,研究组FMA上肢(53.43±5.02)分、下肢(28.58±2.47)分及FMA总分(82.02±4.13)分均高于对照组的(44.72±4.76)分、(22.05±3.18)分、(66.77±4.87)分;BBS评分(22.82±1.53)分高于对照组(19.57±1.39)分,10 MW(15.27±6.04)s短于对照组(18.56±6.45)s,差异有统计学意义(P<0.05)。研究组MoCA各维度评分及总分均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论采用双重任务训练联合渐进性下蹲式抗阻训练干预PD患者,可有助于提升患者运动功能、平衡功能及认知功能,并改善心肺耐力。

考虑道路识别的四驱电动汽车再生制动策略

为了充分利用路面附着条件分配再生制动力,提高制动能量回收率,根据双电动机四驱结构电动汽车复合制动系统的特点,对其制动能量回收控制策略进行了研究.分析了驱动轮与地面附着特性,设计了道路识别器来计算每个轮胎与当前路面之间的峰值附着系数,并使用模糊控制策略确定每个车轮与8种道路的滑移率和附着利用率的相似输入.根据双电动机外部特性的制动力分配关系,提出了使更多制动能量回馈给电池的策略.结果表明:制动强度为0.3时,能量回收率为65.55%,具有较高的回收效率.

双液压马达驱动的甘蔗根切器刀盘转速同步控制方法

为简化双刀盘甘蔗根切器的传动链,提高传动系统对时变载荷的适应性,该研究提出用双液压马达直接驱动双刀盘,并将电液比例负载敏感技术应用于根切器的传动方案,通过建模仿真和试验探究双刀盘同步精度的控制方法。建立根切器电液比例阀控马达闭环速度控制系统的传递函数,分析得到该系统的稳定裕度仅为16.5°,因此需要采用合适的控制算法提高系统的稳定性和控制精度。基于AMESim-MATLAB联合仿真,研究采用主从控制策略,主马达为PID控制,从马达分别采用PID、自适应模糊PID和滑模变结构控制算法时系统的稳定性和刀盘转速的控制精度。仿真结果为:不同控制算法下马达开启过程转速的动态调整时间分别为5.5、3.0、2.7 s,稳态阶段两个液压马达的速度差分别为20、8、5 r/min;最后搭建试验台,以实测载荷谱为负载输入,进行主从马达转速同步控制试验,得到PID、自适应模糊PID和滑模变结构控制系统启动阶段转速的动态调整时间分别为6.3、4.6、3.7 s,稳态阶段主从马达的转速差分别为47、23、13 r/min;仿真与试验结果均表明,基于滑模变结构算法的刀盘转速同步控制系统的各项指标均优于PID和自适应模糊PID控制。研究结果可为甘蔗收割机根切器传动与控制系统的优化设计提供理论参考。

认知-运动双重任务训练对老年血管性轻度认知障碍病人认知状态及步行能力的影响

目的:探究认知-运动双重任务训练对老年血管性轻度认知障碍(VaMCI)病人认知状态及步行能力的影响。方法:选取我院2021年4月—2022年4月收治80例老年VaMCI病人作为研究对象,依据训练方式不同分为常规训练组和双重任务组,各40例。常规训练组给予常规认知功能训练,双重任务组给予认知-运动双重任务训练,干预3个月后比较两组病人认知状态、步行能力、跌倒风险控制。结果:干预后,双重任务组临床痴呆量表(CDR)评分低于常规训练组,简易精神状态量表(MMSE)评分高于常规训练组(P<0.05),改良Barthel指数(MBI)评分、步频、步速水平高于常规训练组(P<0.05),修订版跌倒功效量表(MFES)、Berg平衡量表(BBS)评分高于常规训练组(P<0.05)。结论:认知-运动双重任务训练可改善老年VaMCI病人的认知状态,调控跌倒风险控制水平,调节步行能力。

基于双侧电机同步转速调节的履带机器人直行控制研究

由于路面阻力不均衡使履带机器人双侧电机负载扰动不一致,造成两侧电机转速不同步,导致直行运动跑偏。因此,需要提高双电机的转速同步性能。针对路面扰动等因素,考虑到滑模控制算法对参数变化不敏感,且能够抑制一定范围内的不确定扰动。故基于交叉耦合控制方法加入滑模同步控制算法进行改进。将传统交叉耦合控制方法和改进的交叉耦合滑模同步控制方法进行对比仿真和实验。结果表明,突变扰动下,改进后同步误差和直行跑偏量得到明显减小,同步直行性能有了显著提高。

刚性联接双电机系统功率平衡控制策略

针对刚性联接双电机系统因参数摄动和负载变化导致的系统输出功率不均衡问题,基于转矩闭环矢量控制系统,提出了一种自抗扰模型预测(ADRC-MPCC)转矩交叉耦合功率平衡控制策略。首先,建立刚性联接双电机系统的统一数学模型,基于该模型分析了功率不平衡产生的原因;其次,通过确定合适的转矩反馈补偿系数,提高了系统中双电机的同步性能;最后,设计自抗扰控制器对转速环、磁链环和转矩环的扰动进行估计和补偿,并通过简化模型预测控制方法对逆变器开关状态进行选择,减少了控制器的运算时间。仿真与实验结果表明,提出的控制策略实现了参数摄动和负载扰动情况下刚性联接双电机系统的输出功率平衡,验证了功率平衡控制策略的有效性。

双并列转子永磁同步电机转矩脉动产生机理及抑制

双并列转子永磁同步电机由于部分定子铁心和绕组的缺失,存在较大的转矩脉动,限制了其在并行对驱类机械装备中的应用。该文对双并列转子永磁电机转矩脉动产生机理进行分析,并提出了相应的抑制方法。对比了N-N型、N-S型两种转子结构,阐明了N-S型转子结构的优越性。在此基础上,开展了转矩脉动产生机理研究,按照影响因素不同,逐次分析了齿槽效应、端部效应、永磁齿轮效应以及绕组参数不对称对电机转矩脉动的作用机理,构建了各个转矩分量的解析表达式。通过有限元模型,验证了理论分析的正确性。针对产生转矩脉动的不同分量,提出了相应的抑制方法,其中抑制空载转矩可以通过优化电机的结构参数来实现,抑制纹波转矩可以通过优化绕组位置分布来实现。搭建样机实验平台,验证了分析模型的准确性。

乘用车双电机冗余电动助力转向系统研究

为了提高电动助力转向系统的安全性以及可靠性,基于乘用车提出一种双电机冗余电动助力转向技术,采用转向执行双助力电机,可以从硬件上实现冗余,避免任意单电机发生故障时导致转向系统的失效,不仅可以满足转向系统对于轻便型、助力跟随性的要求,还可以减轻单个助力电机的负载提高电机的使用寿命。针对提出的问题,介绍了对双电机阻力转向系统整体结构及工作原理,并对其关键零部件进行分析论述。搭建双电机冗余系统仿真模型,双电机电流分配采用“一主一辅”的控制方式,并进行方向盘多种工况仿真验证。针对助力转向出现抖动问题,结合“扫频试验”,设计输出转矩超前滞后补偿方式进行相位校正补偿。通过实车试验验证了该算法的准确性和有效性。实验结果表明双冗余电动助力转向系统极大提高了转向力矩的稳定性,抑制其扰动性,有较好的助力效果,极大提高系统的可靠性和安全性。

双并列转子永磁直驱电机转子不平衡力分析与优化

双并列转子永磁直驱电机受轴间距限制,设计时会切掉部分定子铁心和绕组,造成转子电磁力不平衡。为最大限度地抑制转子所受的不平衡电磁力,该文从双并列转子结构出发,分析了电机绕组电感参数不对称的原因,提出通过合理设计线圈跨距和分布平衡三相电感。在此基础上,构建转子所受总电磁力的数学模型,理论分析各个分力的来源及影响因素,研究各个分力对转子所受总电磁力的影响,提出了优化占空角、优化耦合间距、采用定子端部不对称结构、采用转子偏心结构和切除部分单元电机五种优化方法,实现对转子所受电磁力的优化,探讨了不同方法的优化效果,以及其对转矩脉动的影响,总结了不同优化方法的优缺点。

四海理论指导的针刺联合认知-运动双任务训练对中风后认知功能障碍患者感知控制及注意力的影响

目的:探讨四海理论指导的针刺联合认知-运动双任务训练对中风后认知功能障碍患者感知控制及注意力的影响。方法:将80例中风后认知功能障碍患者随机分为两组。对照组给予认知-运动双任务训练干预,研究组于对照组基础上联合四海理论指导的针刺治疗,比较两组患者感知控制及注意力情况。结果:治疗后两组患者疾病感知控制量表各维度评分均较治疗前降低,且研究组患者均低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05);治疗后,两组患者数字符号测试(SDMT)量表评分、数字惊觉测试(DVT)量表评分、数字广度(DS)量表评分、简易智能精神状态检查量表(MMSE)及蒙特利尔认知评估量表(MoCA)评分均较治疗前升高,且研究组均高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:四海理论指导的针刺联合认知-运动双任务训练治疗中风后认知功能障碍患者疗效确切,能够明显改善患者感知控制及注意力。

基于SMT单片机的双轴太阳能智能追光系统的设计

为提高太阳能发电效率,文章设计了一种基于SMT单片机的双轴太阳能智能追光系统。系统通过光敏器件采用双轴跟踪方式根据太阳光照强度实时调整光伏电池板的方向,使光伏板接收太阳辐射的效率最高。系统实时采集光照强度参数并显示,由单片机控制电机“智慧”追踪太阳,亦可通过按键切换为手动模式控制步进电机四向翻转。若光照不够,可以通过充电器为系统充电使其正常工作。

针刺醒神四穴联合认知-运动双重任务训练对脑梗死合并认知功能障碍的治疗效果研究

目的探讨针刺醒神四穴联合认知-运动双重任务训练(CMDT)对脑梗死合并认知功能障碍的治疗效果。方法选择2020年8月至2023年8月海南医学院第二附属医院收治的96例脑梗死合并认知功能障碍患者,采用随机数字表法分为对照组和观察组,各48例。在基础治疗的基础上,对照组采用CMDT治疗4周,观察组采用针刺醒神四穴联合CMDT治疗4周。比较2组蒙特利尔认知评估量表(MoCA)评分、简易精神状态检查(MMSE)评分、P300振幅和潜伏期、美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)评分、神经递质水平和生活质量。结果治疗后,2组MoCA、MMSE评分均高于治疗前,且观察组均高于对照组(均P<0.001);2组P300潜伏期均短于治疗前,且观察组短于对照组,2组P300振幅均高于治疗前,且观察组高于对照组(均P<0.05)。治疗后,2组NIHSS评分均低于治疗前,且观察组低于对照组[(7.1±2.0)分比(10.3±2.6)分](t=6.666,P<0.001);2组血清乙酰胆碱、多巴胺水平均高于治疗前,且观察组均高于对照组(均P<0.05)。治疗后,2组日常生活活动能力量表评分均高于治疗前,且观察组高于对照组[(60±15)分比(53±13)分](t=2.569,P=0.012)。结论针刺醒神四穴联合CMDT可有效纠正脑梗死合并认知功能障碍患者神经递质紊乱,改善认知功能和神经功能,提高生活质量。

双三相同步磁阻电机单相开路故障下的容错控制策略

双三相同步磁阻电机(dual three-phase synchronous reluctance motor,DTP-SynRM)转子不含永磁体,没有高温退磁风险,成本较低,且由于其系统自由度高、冗余性强,因此具有较好的容错性能。开路故障是双三相同步磁阻电机系统中最常见的故障类型之一,该文针对一种两套三相绕组中性点相互独立的双三相同步磁阻电机单相开路故障,建立DTP-SynRM矢量空间解耦模型,实现对电压、电流和磁链方程的完全解耦。在开路故障状态下仍将其视为一个正常的双三相电机,分析故障状态对电机的电流约束和信号传递的影响,并指出在开路故障下z2轴电流与β轴电流不再独立,电机由正常运行时的四阶系统降阶为三阶系统,而由于开路故障导致的电压信号传递不准确则会在dq坐标系中引入二次谐波电流,并产生二次和四次转矩波动。该文提出一种同时考虑电流约束和信号传递误差的故障容错方法,电机处于三闭环运行状态,补偿电压信号传递误差,抑制开路故障时电机的转矩波动并降低电流谐波。搭建实验平台进行实验,验证所提容错方法的有效性和可行性。

螺杆机用并轴双转子永磁电机齿槽力矩机理分析与抑制

针对并轴双转子永磁电机过大的齿槽力矩以及转矩脉动大等电磁问题,采用传统单个槽齿槽转矩理论以及双转子电机边端力矩波动理论进行分析,计算了并轴双转子电机齿槽力矩的特殊组成成分以及其各部分转矩的谐波阶次。分析改变磁极偏心距和转子斜极对电机齿槽力矩和转矩特性的影响。采用响应面法构建电机的多目标优化模型,通过改变永磁体偏心距和斜极块数来约束电机的优化变量,并采取约束关系以及优化目标求解出最优转子结构参数。构建有限元模型,验证齿槽力矩理论的正确性。对比采用最优转子结构参数下电机的电磁性能与优化前电机的电磁性能,优化后电机的齿槽力矩、转矩脉动等电磁性能进一步提升,验证了采用磁极偏心和转子斜极复合结构的有效性。

基于参数扰动估计的双三相永磁同步电机鲁棒模型预测控制

双三相永磁同步电机因其损耗小、效率高、容错能力强等特点,广泛应用于航空航天技术、电动汽车等领域。为优化双三相永磁同步电机控制性能,采用双d-q坐标变换对双三相永磁同步电机进行数学建模,为减小电流纹波,在传统模型预测电流控制策略基础上,增加延时补偿;考虑电机参数扰动的影响,提出一种能够对参数进行在线估计的滑模观测器,以提高控制系统鲁棒性,最后在MATLAB/Simulink中进行系统抗负载扰动与鲁棒性能仿真分析。仿真结果表明,改进后的控制策略提高了电机的响应速度,超调减小,系统对电机参数扰动的敏感性减弱,系统抗负载能力和鲁棒性增强。

基于虚拟电压矢量的双三相直线磁通切换永磁电机容错SVPWM策略

高可靠性是电梯驱动系统的首要指标。针对双三相直线磁通切换永磁(dual-three-phase linear flux switching permanent magnet,DTP-LFSPM)电机单相开路故障,提出一种基于虚拟电压矢量的容错空间矢量脉宽调制策略。首先,基于单相开路故障下的五维变换矩阵计算得到故障后的32个空间电压矢量分布。然后,筛选部分空间电压矢量,以z子空间电压幅值为零且每个扇区产生对称的脉宽调制波形为目标,重构得到12个虚拟电压矢量,相邻的2个虚拟电压矢量都由3个基本电压矢量组成,并用于合成参考电压矢量,不仅可以减少单相开路故障容错控制时的电流谐波,而且具有计算简单,易于硬件实现等优点。最后,搭建DTP-LFSPM电机驱动控制系统仿真与实验平台,仿真和实验测试结果证明所提容错策略的正确性和有效性。