[發明專利]一種車載球面磁懸浮飛輪電池支承系統動態建模方法在審

申請號：	202310090396.2	申請日：	2023-02-09
公開（公告）號：	CN116029054A	公開（公告）日：	2023-04-28
發明（設計）人：	朱志瑩;綦光鑫;許健;李鑫雅	申請（專利權）人：	南京工程學院
主分類號：	G06F30/15	分類號：	G06F30/15;G06F30/23;G06F111/04;G06F119/14
代理公司：	南京正聯知識產權代理有限公司 32243	代理人：	王素琴
地址：	211167 江蘇省***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種車載球面磁懸浮飛輪電池支承系統動態建模方法
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【權利要求書】：

1.一種車載球面磁懸浮飛輪電池支承系統動態建模方法，其特征在于：所述車載球面磁懸浮飛輪電池支承系統動態建模方法具體包括以下步驟：

S1、建立車輛動力學模型，利用有限元分析，基于等效磁路法建立兼顧轉子偏心和擴散磁通、同時結合氣隙磁密矯正公式的徑向精確懸浮力數學模型；

S2、利用Solidworks軟件建立機械結構模型，并進行相應的約束配合關系，對所述機械結構模型進行了簡化，忽略了所述機械結構模型中對飛輪轉子懸浮特性影響微小的質量零件；

S3、利用步驟S2建立的所述機械結構模型，導入ADAMS中并創建等效安裝基礎用來模擬飛輪支承基礎的運動情況，設置各組成部分的材料屬性并進行相應的約束配合關系，針對ADAMS中懸浮電磁力的設置分兩種，在ADAMS仿真中添加驅動作用力來模擬徑向所受到的電磁力以及旋轉驅動力，而在模型計算仿真下根據S1建立的所述精確懸浮力數學模型，調用特征函數Function＝VARVAL(Variable)，將Simulink中線性化的電磁力添加到ADAMS模型中；

S4、利用步驟S3導出模型的MATLAB文件，結合Simulink搭建聯合仿真，通過調試整定不完全微分PID控制參數，根據步驟S2設置的懸浮電磁力，進行磁懸浮飛輪轉子組件靜態懸浮仿真，對比ADAMS仿真與聯合仿真進行磁懸浮飛輪電池靜態懸浮驗證；

S5、利用步驟S3中等效安裝基礎與機械結構模型的約束關系，針對車輛行駛工況實施仿真并與懸浮力數學模型計算結果進行對比，突出動態模型誤差的精確度，最后在道路激勵作用在等效安裝基礎下，根據仿真結果分析飛輪支承基礎的運動情況與影響規律。

2.根據權利要求1所述的一種車載球面磁懸浮飛輪電池支承系統動態建模方法，其特征在于：所述步驟S1中，車輛動力學模型采用七自由度的整車模型。

3.根據權利要求2所述的一種車載球面磁懸浮飛輪電池支承系統動態建模方法，其特征在于：所述步驟S1中，車身A、B、C和D四個端點處在z軸上的位移關系如下：

車身質心在z軸方向的運動方程可寫作：

質心繞y軸的俯仰運動方程為：

質心繞x軸的側傾運動方程為：

四個非簧載質量在z軸方向的運動方程滿足：

其中，m_b為簧載質量即彈性元件包括彈簧和減振筒所承載的質量；z_b為簧載質心的位移；I_p為俯仰轉動慣量；θ_b為俯仰角度；I_r為側傾轉動慣量；為側傾角度；B_f和B_r為簧載質心到前后橋的距離；a_l、b_l為簧載質心到前后橋的距離；m_wi為非簧載質量即自懸架擺臂或者彈性元件向車輪端延伸的部件，k_si為懸架彈簧剛度，k_ti為輪胎等效剛度，C_si為懸架阻尼系數，z_bi為非簧載質心的位移，z_wi為懸架質心的位移，z_gi為車輪質心的位移(i＝A,B,C,D)。