[發(fā)明專利]電動輪汽車動力制動工況電氣傳動控制系統(tǒng)的仿真方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810012814.1
• 申請日: 2008-08-18
• 公開（公告）號: CN101655691A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發(fā)明（設計）人: 蒼晴
• 申請（專利權）人: 鞍鋼集團礦業(yè)公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02;B60T8/17
• 代理公司: 鞍山貝爾專利代理有限公司
• 代理人: 孔金滿

技術領域

本發(fā)明是涉及計算機仿真在電動輪汽車動力制動工況下電氣傳動控制系統(tǒng)中的應用，特別是一種電動輪汽車動力制動工況電氣傳動控制系統(tǒng)的仿真方法。

背景技術

電動輪汽車是目前國內外大型露天礦山中理想高效的運輸設備，發(fā)揮著極為重要的作用。其電氣傳動采用美國GE公司的STATEXIII型控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以對汽車進行實時控制，以及通過筆記本電腦的聯(lián)機對話，可以獲取汽車的有關運行數據。

但是，它沒有揭示動力制動工況下系統(tǒng)的控制結構，使得系統(tǒng)的使用者和研究者不能得知該多輸入/輸出系統(tǒng)的內部變量的邏輯關系，從而無法對系統(tǒng)深入了解并進行研究。目前，計算機仿真技術在自動控制方面得到越來越廣泛的應用，但對于電動輪汽車的系統(tǒng)建模和仿真而言，此類研究還未見發(fā)表。

如果按照常規(guī)的設計思路，不僅每個環(huán)節(jié)的推導計算十分復雜，且對于系統(tǒng)整體結構的控制器設計也非常困難，同樣給系統(tǒng)調試增加了難度。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種電動輪汽車動力制動工況電氣傳動控制系統(tǒng)的仿真方法。

本發(fā)明的目的是這樣實現的：

本發(fā)明的電動輪汽車動力制動工況電氣傳動控制系統(tǒng)的仿真方法，其特征在于在動力制動工況下，傳動控制系統(tǒng)由輪電機控制部分和主發(fā)電機控制部分所組成：

1)輪電機控制部分：

(1)根據相關技術資料的數據計算得出勵磁電流和電樞電流的特性曲線，

(2)對制動工況下的工作邏輯進行分析，得出URS—Imf*、V—Imf*、V—Ia*Imf*—Imf、V—1/R各環(huán)節(jié)的特性曲線，其中，URS為制動踏板信號、Imf*為輪電機勵磁電流、V為車速、Ia*為輪電機電樞電流、Imf為輪電機勵磁電流、1/R為制動回路電阻值的倒數，

(3)結合輪電機的動力制動特性，在Simulink環(huán)境下建立動力制動工況下輪電機部分的仿真結構圖，

2)主發(fā)電機控制部分：

根據主發(fā)電機控制部分原理框圖，結合主發(fā)電機結構，在Simulink環(huán)境下建立動力制動工況下主發(fā)電機部分的仿真結構圖。

所述的輪電機控制是將制動踏板信號URS、車速V送給綜合比較單元，輪電機勵磁電流Imf*送入控制器C，此控制器C輸出控制量，由輪電機磁場靜態(tài)勵磁器MFSE根據控制器C輸出，控制輪電機勵磁電流Imf，進而控制輪電機M的電樞電流Im，此輪電機勵磁電流Imf經Imf反饋環(huán)節(jié)送入比較器，輪電機電樞電流Im經Im反饋環(huán)節(jié)將反饋信號Imfb送入綜合比較單元，用于調節(jié)勵磁電流給定環(huán)節(jié)。

所述的動力制動工況主發(fā)電機控制為：直流電壓給定信號Ua*與反饋信號Uaf的差值送入PI控制器得到直流電壓控制信號U，發(fā)動機轉速Ne經發(fā)動機轉速Ne—主發(fā)電機工作頻率f變換得到主發(fā)電機工作頻率f，將所得到直流電壓控制信號U和主發(fā)電機工作頻率f送入主發(fā)電機子系統(tǒng)，得到相電壓Eph送入整流柜，得到輸出電壓Ua，此輸出電壓Ua經反饋環(huán)節(jié)反饋到輸入端形成反饋信號Uaf，給定電壓信號Ua*與反饋信號Uaf相減，其差值信號送給PI控制器。

所述的動力制動工況下輪電機部分的仿真圖為：

輸入量車速V第一路經電阻倒數特性變換1/R變換環(huán)節(jié)11發(fā)送到第一乘法器26，輸入量車速V第二路經V—n特性環(huán)節(jié)13發(fā)送到Em乘法器25，輸入量車速V第三路經V—Imf*特性環(huán)節(jié)14發(fā)送到開關環(huán)節(jié)19，輸入量車速V第四路經V—Ia*特性環(huán)節(jié)15、比較器16發(fā)送到開關環(huán)節(jié)19，輸入量URS17經URS—Imf*變換環(huán)節(jié)18送入到開關環(huán)節(jié)19，此開關環(huán)節(jié)的輸出量送入輪電機勵磁電流環(huán)節(jié)Imf*--Imf，此輪電機勵磁電流環(huán)節(jié)Imf*--Imf的輸出經Imf—磁通環(huán)節(jié)發(fā)送到Em乘法器，Ce環(huán)節(jié)的輸出量發(fā)送到此Em乘法器，此Em乘法器的輸出量送入第一乘法器，此第一乘法器的輸出量送入E-Ia特性曲線環(huán)節(jié)，此E-Ia特性曲線環(huán)節(jié)的輸出分別送入輸出環(huán)節(jié)Yout和Ia反饋環(huán)節(jié)，此Ia反饋環(huán)節(jié)的輸出送入比較器，其中：

(1)V為車速，在仿真時以-10KPH/s加速度變化的車速為給定信號，

(2)URS、URS—Imf*、V—Imf*、V—Ia*、V—n為經過分析計算得到的特性環(huán)節(jié)，n為輪電機轉速，

(3)開關Switch由Ia的反饋信號控制切換，當反饋信號不超過V—Ia*時，由URS—Imf*環(huán)節(jié)產生Imf*給定信號，反之由V—Imf*環(huán)節(jié)產生Imf*給定信號，

(4)Imf*—Imf環(huán)節(jié)為輪電機勵磁電流環(huán)，Imf經由Imf—磁通環(huán)節(jié)變換為輪電機磁通Φm，

(5)Φm與Ce、n經乘法器合成輪電機的電動勢Em，