履带车辆转向工况综合传动系统换段品质试验

换段品质研究一直是车辆传动系统研究与开发的重要内容.以由液压机械无级变速器和液压机械差速转向机构组成的履带车辆综合传动系统为研究对象,通过对换段品质评价指标的理论分析,结合农业履带车辆的工作特点,提出了采用动载系数和换段时间作为换段品质试验的评价指标.搭建了由LR6105ZT10型柴油发动机作为驱动系统、由CW150型电涡流测功机和自制电液比例控制盘式制动器作为负载模拟系统、由工控机作为主要测控系统的试验台,建立了发动机及系统负载的计算模型,采用转向负载系数表达车辆综合传动系统两侧负载的变化关系,给出了发动机的控制方法及系统负载在试验台上的实现方法.以F4段换入F5段为例,对履带车辆转向工况综合传动系统换段品质进行了试验研究.     

负荷车试验系统的模糊自适应PID控制

负荷车试验系统主要用于测量各种车辆的牵引性能,测量过程为复杂的多自由度动态响应过程,为保证试验的测量精度必须对该系统进行精确的实时加载控制.因此针对负荷车试验系统所具有的非线性、时变性特点,通过深入分析系统组成和响应特征,依据车辆牵引性能试验方法的要求,提出了在该试验系统中采用模糊自适应PID控制方法,确定模糊推理规则和控制算法,利用Matlab/Simulink工具,建立了控制系统模型,进行仿真计算研究.研制开发负荷车试验系统并完成实车试验,对比分析仿真计算与试验结果表明:控制系统是可行的,达到了预期的控制品质和试验测量精度要求.     

地铁直流牵引供电系统振荡机理分析

地铁直流牵引供电系统低频振荡电流是导致DDL保护误动的主要原因。从系统分析的角度,建立了计及电动车辆影响的直流牵引供电系统电磁暂态模型及系统振荡时的非线性二阶动态模型。在唯一平衡点邻域内,利用李亚普诺夫间接法将非线性动态系统转换为线性系统后,确定出系统振荡的结构条件。实例计算和仿真表明,牵引变流器和牵引电机的等效负电阻是系统不稳定的主要电气参量,系统振荡频率主要取决于车载滤波电容与滤波电感,且系统仿真波形在众多特征上与实际记录的电流波形基本一致。     

世界先进水平地铁车辆异步牵引系统项目方案通过审查

正由中车永济电机有限公司、日立永济电气设备(西安)有限公司与西安市地下铁道公司联合开发的具有世界先进水平的地铁车辆异步牵引系统项目方案,在西安通过了技术方案审查,未来将以西安地铁1号线、2号线牵引系统自主化替代为载体进行进一步实际验证。该项目的实施,可以实现我国地铁车辆牵引系统的完全自主化,可以替代进口产品;项目自主研发的、具有完全自主知识产权的地铁     

步进式冷床优化设计

以某钢管厂步进式冷床升降系统为例,介绍了冷床升降系统的工作原理,根据运动分析建立了力学模型,并进行了详细的静力分析、计算,绘出了一个步进周期内电机负荷的曲线图,采用均方根法进行驱动电机的优化选型和校验,最后采用平衡锤抵消部分负载力矩的方式改善了电机的负载状况.     

一种新型电动助力转向系统助力转矩跟踪的控制策略

为了提高车辆的转向特性,文中分析了电动助力转向系统(EPS)的动力学,得到EPS的数学模型;通过建立单轨车辆模型来引入道路反作用力。选择电动机角度作为参考信号,该控制信号把负载转矩的干扰控制在回路内,以此信号分析设计参考电机角度模型。采用积分滑模控制(ISMC)方法用于跟踪所需的电机角度并增强电机参数不确定性的鲁棒性。结果表明:该方法增加了助力扭矩指令的快速响应并确保了系统稳定性,所提出的控制策略满足参考助力转矩跟踪性能。     

多轴车辆台架试验驱动轴载荷的动态分配方法

多轴驱动车辆在台架试验中进行电惯量模拟时,载荷的平均分配方法使得车辆各个驱动轴的载荷在整个试验过程中无法根据车辆的行驶状态进行动态变化.为此针对载荷平均分配法的不足,提出一种多轴驱动车辆在台架试验时的驱动轴载荷动态分配方法.该方法可使多轴车辆在台架试验时,各个驱动轴的载荷分配更接近于实际行驶中的载荷分配情况.通过对多轴驱动车辆进行动力学建模,及对多轴车辆各种行驶情况进行分析,给出了多轴车辆在静止、启动、加速、空挡滑行及制动情况下载荷分配系数的计算方法.通过对该分配方法进行整个试验系统的仿真分析,结果表明：车辆的行驶状态不同,通过分配模型计算出的各驱动轴载荷分配系数也不同;并且各驱动轴的测功电机所施加的负载能较好的跟随载荷分配系数的变化而变化,从而实现了各驱动轴载荷的动态分配.     

车辆/轨道系统动力相互作用模型及试验研究

分析了轨道交通中车辆与轨道结构动态相互作用机理,在此基础上建立了车辆与轨道结构系统动力相互作用方程;研制了一种1∶20的缩尺铁道车辆轨道系统模型,进行车辆模型的运行试验.试验结果表明：车辆和轨道系统的动力学性能指标计算值与试验值大体接近,试验结果能反映车辆和轨道系统的设计计算情况.试验结果验证了本文计算模型和方法的有效性.     

电机驱动IC芯片中功率输出管的版图设计

电机是车辆系统智能化的重要组成部分.由于电机感性负载的特性,在开、关和换向工作瞬间会产生能量极高的脉冲.因此在它的驱动芯片版图设计中,传统的大功率输出管的设计并不能解决电机固有特性所带来的瞬间高压和大电流所造成的影响.通过分析传统大功率管版图设计的特点,结合分析双极型工艺条件下晶体管寄生参量产生的原因,设计了一个适用于汽车环境下工作的驱动电机功率驱动芯片中大功率输出管的版图.     

电机系统载荷惯量在线测试方法与试验研究

提出一种在线测量电机系统载荷状态下的转动惯量的方法。该方法对施加载荷的电机驱动系统进行自由减速试验,先由电机驱动器在线获取电机运行参数,再根据自由减速运动规律和负载的物理模型,求解得到系统的载荷转动惯量。对常见负载的电机驱动系统的自由减速过程进行了数学推导、软件仿真与实验验证,计算得到的转动惯量与仿真结果和实测结果相吻合,证明了该测试方法的可行性。该方法适用于载荷状态下的电机驱动系统转动惯量测量,具有操作简便、测量精确度高和适用范围广的特点。     

转台系统转动惯量辨识与控制器参数自调整

针对转动惯量的变化影响直接驱动数控转台环形永磁力矩电机伺服系统的稳定性、定位精度和动态响应这一问题,在分析环形永磁力矩电机转动惯量变化对转速影响的基础上,提出一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的辨识方法.对系统转动惯量、负载转矩、转速进行辨识,速度环采用PDF控制器,根据转动惯量辨识值在线调整控制器参数,并将负载转矩辨识值动态补偿到速度环中,以提高系统的动态性能和抗干扰能力.仿真结果验证了该算法的有效性.     

基于等效转动惯量的电动汽车测试平台

针对现有电动汽车电驱动系统测试平台采用机械飞轮惯量模拟汽车行驶惯量,存在体积大,不能连续调节等问题,设计一种能对电动汽车电驱动系统进行动态加载的测试平台。采用交流电力测功机系统,用电模拟惯量,实现道路负载模拟和车辆的惯性载荷模拟,并能将能量回馈至电网,减少能量损耗;并且优化了直流母线滤波电容和滤波电感参数的估算方法。仿真结果表明,该试验平台能较精确地进行动态加载模拟车辆的实际行驶工况。     

连接刚度对电液负载仿真台的影响

建立了电液负载信真台加载的数学模型，分析了加载马达与对象（舵机）之间的连接刚度对加载系统性能的影响，并得出一些有价值的结论，为高性能电液负载仿真台的研制提供理论依据。     

基于转动惯量辨识与扰动补偿的 永磁同步电机滑模控制

针对永磁同步电机负载转矩波动及负载转动惯量的变化对控制性能的影响,采用一种模型参考 自适应控制方法实时辨识转动惯量,利用设计的扰动补偿观测器,结合辨识出的转动惯量估算出负载转矩值, 然后将观测的负载转矩转换为观测电流值与给定电流值的误差,从而对控制系统进行前馈补偿,以减小转矩 电流脉动,提高系统的抗扰能力和响应速度。通过模型在环实物仿真平台验证,所采用的控制策略对系统的 抗扰性能和响应速度都有很好的改善效果,增强了系统的鲁棒性。     

基于前馈补偿的模糊PI永磁同步电机调速系统

针对永磁同步电机在负载突变或受干扰时存在鲁棒性差、抗干扰性能不足等问题,提出一种基于前馈补偿的永磁同步电机模糊PI控制调速系统。此系统将电机联结轴的摩擦力、负载所需要的力矩以及负载惯量所产生的力作为总扰动,建立扰动前馈模块,将总扰动辨识出来,并且补偿到速度环上,可以很好地解决在电机负载变化时,电机的响应速度无法跟上系统的问题。对比模型的仿真结果表明,基于前馈补偿的模糊PI永磁同步调速系统具有较好的抗干扰性能和鲁棒性。     

Performance study of combined test rig for metro train traction

This paper deals with a combined test rig for a traction system in the laboratory environment. An experimental system was designed and implemented to verify the performance of the traction system for a metro train. For a highly accurate control of the system, a hybrid control algorithm combining vector control and slip frequency control was applied to control the traction inverter. The design method of the flywheels, which represent the equivalent model of the train moment inertia, was elaborated. A train runtime diagnosis system was completed by adopting the multifunction vehicle bus (MVB) protocol. The dynamic performance of the metro power traction system was emulated under the control of the train runtime diagnosis system. Using the combined test rig, the performances of the traction system in traction, braking, temperature rise, etc., were verified through traction and breaking experiments.

     

装载机工作装置动态载荷测试方法与试验研究

为获得装载机铲装作业过程中工作装置各铰接点处的动态载荷时间历程,基于达朗贝尔原理建立了动平衡状态下工作装置的受力模型,提出一种考虑构件重力和惯性力的动态载荷测试方法.构建铰点力、油缸压力、油缸位移和动臂应变等多参数同步采集系统,进行散状物料铲装试验,获得了求解受力模型的基础数据.建立动臂有限元仿真分析模型,对比分析测点应力实测值和仿真值.结果表明:提出的测试方法获得的结构应力值能够准确地反映工作装置在铲掘作业过程中的应力分布规律,仿真值与实测值的变化趋势一致,验证了数学模型和测试方法的合理性.     

基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机惯量补偿

针对扩展卡尔曼滤波估计算法在突加负载时存在抗扰性不足的问题,提出一种基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机惯量补偿方法。利用扩展卡尔曼滤波获取电机的位置与转速等状态参数,建立负载扰动观测器,对扰动惯量进行辨识并进行补偿。对比扩展卡尔曼滤波无速度传感器的永磁同步电机矢量控制的仿真结果表明,基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机惯量补偿的调速系统具有更好的抗扰性能和鲁棒性。     

永磁同步电梯门机改进型自抗扰控制策略

针对永磁同步门机转动惯量大范围变化导致控制器参数设计困难这一问题,提出改进型线性自抗扰控制(LADRC)策略.设计转速自抗扰控制器,对转动惯量和负载变化引起的扰动进行实时观测和补偿,达到改善转速控制性能并避免控制器参数标定过程的目的;设计并联型LESO,能够在线性扩张状态观测器(LESO)带宽取值受限的条件下提高扰动观测性能并保留线性自抗扰控制器参数设计简单的优点.仿真和工程验证均表明：所提出的改进型自抗扰门机控制系统在简化控制器参数标定过程的同时获得更优良的控制性能,且对不同型号门机系统具有广泛适用性,采用该控制器可降低应用成本,提高行业竞争力.