某风电场偏航电机抱闸烧毁故障分析及治理

该文主要对某风电场偏航电机抱闸烧毁故障进行分析,并提出相应的解决方案。通过对故障原因的分析,发现设计、制造和使用问题都可能导致抱闸烧毁,进而影响风电场的正常运行和环境安全。为解决这一问题,文章提出技术改造、维护措施和操作培训3个方面的解决方案。

轮毂电机驱动汽车差动助力转向与横摆稳定性协调控制

差动助力转向系统在转向助力时产生附加横摆力矩,影响车辆操纵稳定性,需要进行综合协调控制。针对轮毂电机驱动汽车,设计指数型差动助力转向助力特性曲线,提出差动助力转向系统控制策略;针对差动助力转向所产生的附加横摆力矩,基于分层控制原理,设计了差动助力与横摆稳定性协调控制策略,上层控制器基于模糊PID原理进行横摆力矩的计算,下层控制器分别依据差动助力转向要求调整前轮驱动力矩,依据横摆稳定性需求调整后轮驱动力矩,使4个车轮的转矩分配满足横摆稳定性的需求。仿真结果表明:相比于无控制,双移线高速工况下协调控制的横向位移降低了0.46 m,相比于单独差动助力转向控制,横向位移降低了0.89 m;相比于单独差动助力转向控制,协调控制下的质心侧偏角降低了0.005 rad,横摆角速度降低了0.006 rad/s,其他实验工况下协调控制的横向位移、质心侧偏角以及横摆角速度的最大偏差量也均有所下降。

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。

基于决策树算法的风力发电机组偏航控制系统设计

风力发电机组偏航系统对风力控制方面效果欠佳,为提升风能利用率与发电效益,将决策树作为基本算法,构建风力发电机组偏航控制系统。整合信号采集、位置伺服和偏航传动等物理装置单元,建立偏航控制系统的硬件结构。基于决策树算法,综合考虑滞后性、机械损耗等影响因素,设计偏航控制规则提取、叶轮侧对风向及自动解缆等系统的软件控制程序。将系统应用于搭建的大型风力发电机组仿真模型中开展实验,通过对比风向角度呈线性递增过程中,控制前后偏航电机启动脉冲、发电机功率与风力机转速以及偏航角度等模拟数据发现,各项参数均与风向角度有较强关联性。偏航角度的曲线斜率无限接近1,与风向角度的等量线性关系显著。结果表明,该系统能提升机组的发电效率与偏航控制效率,能快速、精准地实现风力发电机组偏航控制。

后轴双电机扭矩矢量控制研究

车辆的横摆响应受到转向系统、悬架系统、制动系统及驱动系统影响,传统车辆主要以转向输入进行主动控制,随着线控底盘的发展,ESC、后轮转向、扭矩矢量等技术逐步参与到车辆横摆的主动控制中;相对于ESC以制动力差产生横摆力矩,扭矩矢量可在不降低总驱动力的前提下产生横摆力矩,不会引起车辆的制动效应;通过后轴双电机扭矩矢量控制(TVC)产生主动横摆力矩,旨在改善车辆横摆响应,TVC采用前馈与反馈结合控制,基于二自由度车辆模型、目标稳态增益K及横摆角速度-速度修正因子建立目标横摆角速度;利用车辆模型逆函数计算横摆力矩前馈值,PID计算横摆力矩反馈值,总横摆力矩转换得到左右车轮纵向力调整量;纵向力调整量与驱动力分量叠加获得左右轮总纵向力;左右轮驱动力过大时可能会受到滑移率、电机扭矩等限制,为保证横摆力矩偏差在要求范围内,需要根据限制情况对左右轮纵向力进行调整;通过仿真验证,TVC可明显改变车辆横摆响应。

风电机组偏航电机驱动能力的分析与设计

风电机组的偏航系统通常采用常规的三相异步电机,当偏航电机承受超过其额定设计荷载时会导致其电流增大,较长时间的大电流热累积之后会触发偏航马达保护开关跳闸,进而报出风电机组偏航故障,导致风电机组停机。在风电机组的全寿命期内,偏航时长通常仅占总运行时长的5%左右,若风电机组设计时要求最大外部荷载不能超过偏航电机的最大有效驱动能力,则可能会导致设计和偏航电机选型过于保守。首先对偏航马达保护开关跳闸过程的故障特征及偏航电机运行特性进行分析,然后根据实际风电机组测量数据对偏航电机运行特性进行了验证,基于此提出了一种适用于风电机组偏航电机驱动能力设计和评估的方法,最后对该方法的实际效果进行了验证。分析结果表明:偏航电机发生堵转及偏航马达保护开关跳闸故障,并不是由某一时刻的外部荷载大小造成的,而是与偏航电机运行特性密切相关的一段时间内的外部荷载历程有关。基于所提评估方法并结合实际风电机组设计的可靠性要求,可以更为合理地进行偏航电机驱动能力的设计与偏航电机的选型,并指导风电场项目的定制化开发,从设计和适应性分析源头降低偏航故障发生的概率,提升风电机组运行可靠性。

轮毂驱动轻型商用车差速转向稳定性分析

针对分布式驱动差速转向因车轮滑转或滑移导致的失稳问题,以某后轮轮毂驱动轻型商用车底盘为研究对象,设计差速转向控制策略。构建二自由度转向运动学模型,根据理想横摆角速度和实际横摆角速度的差值进行自适应实时跟踪控制,对轮毂驱动电机附加横摆力矩进行合理分配,实现转向助力协调优化控制,开展实车测试并参照QC/T 480-1999对车辆转向稳定性进行评估。结果表明:稳态回转试验、转向回正试验、转向轻便性试验的综合评分分别为84.10,89.46,85.82,均满足国标要求且性能良好。

基于多驱动器的智能偏航控制系统研究

鉴于直接启动偏航、软启动偏航、一拖多变频器偏航存在诸多问题,本文提出基于多驱动器的变频器偏航控制方案,并对多电机驱动控制关键技术进行了论述。该系统可有效解决偏航系统软冲击和负载均衡控制等问题,有助于提高偏航系统稳定性;同时有利于促进风电机组偏航系统向智能化、数字化方向技术进步,可为偏航系统故障诊断和预警提供技术基础和方案参考。

四轮轮毂电机驱动电动汽车扭矩分配控制

根据四轮轮毂电机驱动电动汽车驱动/制动力矩独立可控的特点,采用层次化结构的控制分配方法,优化分配驱/制动扭矩来提高车辆的操纵稳定性.控制器由运动控制器和控制分配器组成,其中运动控制器根据车辆状态产生所需总横摆力矩,控制分配器优化分配各轮上的驱/制动扭矩,同时考虑了各种执行器的约束条件.仿真结果表明:采用层次化结构的控制分配方法充分利用了垂直载荷较大的轮胎摩擦圆,降低了总的轮胎利用率,提高车辆的操纵稳定性.与平均分配的方法相比,稳定性控制效果更佳.

四轮轮毂电机电动汽车横摆力矩模糊PI控制研究

为了充分利用四轮轮毂电机电动车四轮驱动力矩独立可控的优势,从提高汽车操纵稳定性的角度,基于模糊PI控制理论进行了四轮轮毂电机电动汽车横摆力矩控制研究。确定了整车横摆力矩分层控制结构,采用2DOF车辆稳定控制参考模型,设计了附加横摆力矩决策模糊PI控制器,通过规则分配方法进行四轮驱动力分配。为了验证控制方法的有效性,基于Car Sim与Matlab/Simulink联合仿真试验,分别选取紧急双移线工况和高速方向盘转角正弦输入工况对控制方法进行验证。结果表明:基于模糊PI控制理论的四轮轮毂电机电动汽车横摆力矩控制方法能够使汽车较好跟踪期望值,有效提高汽车行驶稳定性。

电驱动装甲车辆双重转向控制联合仿真

为了提高轮毂电机驱动装甲车辆转向的灵活性及越野机动性能,借鉴履带车辆滑移转向思想,采用双重转向控制策略。以车辆的横摆角速度为控制目标,设计了自抗扰控制器,通过调整两侧轮毂电机转矩输出产生直接横摆力矩,进而调节车辆横摆角速度,实现装甲车辆双重转向。在Adams中建立车辆动力学模型的基础上,构建Adams与Matlab环境中的联合仿真模型,并进行了联合仿真,结果表明,基于直接横摆力矩控制的双重转向增大了外侧动力输出,减小了车辆在中低速转向时转向半径,提高了车辆的转向性能。

基于MTi惯性测量的偏航角检测

针对当前一些交通工具及军用飞行器的姿态测量开发难度大和周期长的问题,提出了基于惯性姿态参考系统(Motion Tracker Instrument,MTi)惯性测量的偏航角检测方法。该方法利用MTi及步进电动机等构成一个测试平台,通过获取系统实时采集当前的偏航角,并通过单片机进行姿态解算,从而判断系统是否按照设定路线前进,然后输出控制信号给电动机的驱动电路,驱动电动机向相应的方向转动。实验表明:测量结果和姿态解算的值基本一致,测试平台的运行路线正确。

轮毂电机驱动车辆双重转向直接横摆力矩控制

针对某型8轮轮毂电机驱动车辆,设计一种基于直接横摆力矩控制的双重转向控制方法,建立车辆双轨2自由度动力学模型,研究包含滑移转向工况的车辆参考模型,并对滑移转向比采用基于车速与路面附着条件的模糊调节。为平衡横摆角速度控制与质心侧偏角限制之间的矛盾,在控制模型中,以横摆角速度作为直接控制变量,以质心侧偏角作为约束量,采用滑模变结构控制算法计算期望的横摆力矩,横摆力矩分配过程中采用预分配与驱动防滑控制相结合的分配策略。利用硬件在环实时仿真平台对所提出的双重转向控制算法进行分析验证,仿真结果表明:采用双重转向控制,能有效提高车辆转向的机动灵活性和操纵稳定性,对于提高轮式装甲车辆战场生存能力具有重要意义。

四轮轮毂电机电动车横摆力矩模糊控制研究

针对四轮轮毂电机电动车横摆力矩控制问题,论文确定了整车横摆力矩分层控制结构,基于模糊控制理论设计了附加横摆力矩决策控制器,利用四轮驱动力矩独立可控的优势,采用规则驱动力分配方法对四轮驱动力矩进行分配。通过选取低附着、变车速、方向盘转角为增幅正弦输入的开环实验工况,基于Car Sim与Matlab/Simulink联合仿真,对控制方法进行了验证,并与PID控制效果进行了对比分析。仿真结果表明:所研究的模糊控制方法能够提高车辆行驶稳定性,且比PID控制能更有效地提高汽车的行驶稳定性。

基于控制分配的轮毂电机驱动电动车稳定性控制仿真研究

根据四轮轮毂电机驱动电动汽车驱动/制动力矩独立可控的特点,采用层次化结构的控制分配方法优化分配驱/制动扭矩来提高车辆的操纵稳定性。控制器由运动控制器和控制分配器组成,其中运动控制器根据车辆状态产生所需总的纵向力和横摆力矩,控制分配器优化分配各轮上的驱/制动扭矩,同时考虑了各种执行器的约束条件。仿真结果表明:采用层次化结构的控制分配方法能充分利用了垂直载荷较大的轮胎摩擦圆,提高车辆的操纵稳定性。

基于横摆力矩控制的电动汽车横向稳定性研究

为了解决轮毂电机电动汽车在低附路面上的横向操纵稳定性问题,并充分利用电机具有独立可控的优势,采用了上下双层控制器来控制车辆的横摆稳定性。上层控制器中,采用模糊控制理论得到准稳态车辆所需横摆力矩和纵向力,在下层控制器中,基于整车轮胎纵向力利用率最小为目标函数,采用加权最小二乘算法(WLS)将其得到的横摆力矩和纵向力进行轮间的优化分配。最后以70km/h车速,地面附着系数为0.3的工况下,在matlab/simulink中进行离线仿真分析。并与目前采用的平均分配方法进行了同工况下的比较。最后得出,采取轮间优化分配的方法,提高了轮毂电机电动汽车在低附路面上的横摆稳定性。

基于双转子电机的电动汽车操纵稳定性

汽车的操纵稳定性控制对于汽车的主动安全性有着重要的意义.文中对基于双转子电机驱动的电动汽车的操纵稳定性控制进行了研究.通过建立理想状态下的车辆模型,估算理想横摆角速度和质心侧偏角,根据相平面法设计车辆的稳定性判据,判断车辆的行驶状态.模糊横摆力矩控制器根据车辆的失稳情况估算所需补偿的横摆力矩.用滑移率控制器估算目标车轮的滑移率,通过制动系统和双转子电机的PID控制、模糊控制和模糊PID控制使目标车轮的滑移率达到需求值.最后应用Vedyna软件进行车辆的仿真分析,证明了该控制策略的有效性.

四轮轮毂电动车多驱动模式下稳定性研究

以四轮轮毂驱动电动汽车为研究对象,提出了一种可同时适用于对两轮独立驱动模式和四轮独立驱动模式的车身稳定控制算法。该算法采用双层控制结构,包括直接横摆力矩控制层和力矩分配层。在直接横摆力矩控制层,设计了一种基于模糊控制的直接横摆力矩控制器以计算车身稳定控制所需的附加力矩;在力矩分配层,设计了针对两轮独立驱动和四轮独立驱动两种不同驱动模式的力矩分配算法。最后,通过Matlab/Simulink和Car Sim的联合仿真验证了该算法的有效性。

四轮轮毂电机电动汽车横摆力矩变论域模糊控制研究

针对四轮轮毂电机电动汽车横摆力矩控制,研究了基于变论域模糊控制理论的横摆力矩决策方法和基于规则分配的驱动力分配方法。横摆力矩控制采用分层控制方法,设计了基于变论域模糊控制理论的横摆力矩控制器和驱动力分配器。变论域模糊控制器根据车辆横摆角速度期望值和实际值决策出所需的附加横摆力矩,并通过规则分配方法进行驱动力分配实现。应用Matlab/Simulink与Car Sim联合仿真对控制方法进行了仿真实验验证。结果表明:基于变论域模糊的横摆力矩控制方法相对于无控制能够使轮毂电机电动汽车较好地跟踪期望,有效提高电动汽车行驶稳定性。

电动汽车电子差速的节能优化控制策略

为了减少后轮独立驱动电动汽车在电子差速控制时的能耗,提出一种电子差速的节能优化控制策略。该策略采用分层结构设计,上层控制基于垂直载荷计算左、右电机的基本转矩差值,并采用滑模控制求取横摆力矩的计算变量,然后将总需求纵向力、基本转矩差值和横摆力矩的计算变量传输给下层控制;下层控制通过优化横摆力矩的大小以及其分配方法提高电机经济性,将横摆力矩分配参数、滑模控制律参数和左、右电机的需求转矩作为优化控制变量,提出的代价函数以电机效率为性能优化目标。基于Matlab/Simulink对采用节能优化控制策略的整车模型进行仿真对比分析。结果表明:节能优化控制策略可以较好地抑制车轮的滑转率和保证横摆稳定性,而且提高了电机效率。