[發明專利]電動輪汽車牽引工況電氣傳動控制系統的仿真方法

無效

• 申請號: 200810012812.2
• 申請日: 2008-08-18
• 公開（公告）號: CN101655690A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 蒼晴
• 申請（專利權）人: 鞍鋼集團礦業公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 鞍山貝爾專利代理有限公司
• 代理人: 孔金滿

1、一種電動輪汽車牽引工況電氣傳動控制系統的仿真方法，其特征在于在牽引工況下，控制系統由主發電機恒功控制部分和輪電機勵磁控制部分所組成：

1)主發電機恒功控制部分：

(1)對主發電機勵磁電流環進行設計與仿真，確定各控制環節的時間常數、選擇電流調節器的結構及參數計算，得到仿真圖，

(2)對主發電機的結構進行分析，得到仿真圖，

2)輪電機勵磁控制部分：

對輪電機勵磁電流環節進行設計與仿真，確定各控制環節的時間常數、選擇電流調節器的結構及參數計算，得到仿真圖，

將以上兩部分結合在一起，并考慮直流電動機的動態結構，得到牽引工況下整個控制系統的仿真結構圖，對于仿真結構圖中的恒功率環的控制策略，采用經典的PI控制或模糊控制。

2、根據權利要求1所述的電動輪汽車牽引工況電氣傳動控制系統的仿真方法，其特征在于所述的主發電機恒功控制結構為：輸入量發動機轉速Ne，經發動機轉速與主發電機電功率之轉換環節得出主發電機電功率給定信號P*，此主發電機電功率給定信號P*經在比較器中與反饋信號比較之后送入控制器C，此控制器C輸出控制量送入發電機磁場靜態勵磁器AFSE，此發電機磁場靜態勵磁器AFSE的輸出信號送入主發電機環節ALT，此主發電機環節ALT的輸出送入整流柜，此整流柜的輸出一路作為主電路的功率，另一路經負反饋環節作為功率反饋信號送入比較器，

所述的主發電機恒功控制仿真圖中的負反饋環節為功率負反饋環節，其功率反饋信號由取自主電路上電壓與電流信號相乘得到：Pf＝u*i。

3、根據權利要求1所述的電動輪汽車牽引工況電氣傳動控制系統的仿真方法，其特征在于所述的輪電機勵磁控制結構為：輸入量主發電機整流后的輸出電流Ia經牽引電動機勵磁電流轉換環節得出牽引電動機勵磁電流Imf*，此牽引電動機勵磁電流Imf*經比較器送入控制器C，此控制器C輸出控制量送入電機磁場靜態勵磁器AFSE，此電機磁場靜態勵磁器AFSE的輸出Imf，此輸出Imf一路送入送入輪電機M控制其轉速n，另一路經負反饋環節送入比較器。

4、根據權利要求1所述的電動輪汽車牽引工況電氣傳動控制系統的仿真方法，其特征在于所述的對牽引工況下整個控制系統的仿真圖為：

控制量發動機轉速Ne輸入到Ne-P*環節和Ne-f環節，Ne-P*環節得出求得主電機的功率給定值P*在比較器中與反饋信號作比較后送入比例積分控制器PI對功率誤差信號進行控制，此控制信號與Ne-f環節的輸出信號主電機的工作頻率f同時送入ALT子系統，此ALT子系統輸出合適的電壓信號Eph1經K-環節和電壓限幅環節，此電壓限幅環節的輸出一路輸出到Ua反饋環節送入合成環節，電壓限幅環節的另一路輸出送入第一乘法器，電壓限幅環節的第三路輸出送入Ua/2環節，此Ua/2環節的輸出經在另一比較器中與反饋信號Em作比較后送入Um-Ia環節，此Um-Ia環節的輸出信號送入電流限幅環節，此電流限幅環節的輸出一路送入Imf環節并經Imf-勵磁磁通m環節的非線性變換后得到輪電機的勵磁磁通Φ_m，送入勵磁磁通m乘法器，此電流限幅環節環節的輸出另一路送入下一比較器與負載信號比較后送入Ia-Em環節，Ia-Em環節的輸出一路反饋入輸入所述的下一比較器，另一路經1/Ce環節送入勵磁磁通m乘法器，與上述輪電機的勵磁磁通Φ合成后得到輪電機轉速n輸出，此電流限幅環節的輸出第三路分別送入第一乘法器，與來自上述電壓限幅環節的輸出信號合成后形成輸出Out，此電流限幅環節環節的輸出第四路經Ia反饋環節送入合成器并與上述Ua反饋環節送入的信號合成后送入濾波器，再送入比較器，其中：

(1)Ne為發動機轉速，在仿真時，采用了非線性給定輸入，以模擬車輛起步時逐步加速的過程。

(2)同時，車輛裝有發動機轉速傳感器，可以檢測發動機也既是主發電機的轉速，可計算出主電機的工作頻率，這一變換由圖中的Ne-f環節實現。

(3)系統在功率環設置PI控制器，也可以采用其它控制策略。

(4)對于輪電機勵磁電流環輸出的勵磁電流經Imf-勵磁磁通m的非線性變換后可得到輪電機的勵磁磁通Φ_m。這里用輪電機的電動勢Em乘以1/Ce(相當于除以Ce)并除以勵磁磁通Φ_m，從而得到了速度n輸出，

Ce為電機的特征系數，一旦完成電機設計，其特征系數就是確定的。