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电传动装甲车辆负载功率预测实时能量管理策略

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国防科技大学学报 2022年第6期44卷 173-183页

作者：陈路明廖自力魏曙光张征陆军装甲兵学院兵器与控制系北京100072

针对电传动装甲车辆负载功率预测功能缺失导致控制作用滞后的问题,提出一种具有较高负载功率预测精度的实时能量管理策略。在分析整车结构的基础上,采用理论分析和数据拟合方法,建立各动力源数学模型。将差分自回归移动平均模型和自适... 详细信息

针对电传动装甲车辆负载功率预测功能缺失导致控制作用滞后的问题,提出一种具有较高负载功率预测精度的实时能量管理策略。在分析整车结构的基础上,采用理论分析和数据拟合方法,建立各动力源数学模型。将差分自回归移动平均模型和自适应马尔可夫链两种预测方法相结合,设计非平稳趋势性负载功率组合预测方法。在非线性模型预测控制框架下,构建多目标优化函数,采用序列二次规划法在有限时域内实时求解最优控制指令,优化多动力源协调控制过程。依托硬件在环仿真平台进行多路面行驶实验,对比有无功率预测的能量管理控制效果。结果表明,改进的实时能量管理策略对未来负载功率具有较好的预见性,能够显著优化多动力源协调控制过程,提升车辆燃油经济性,稳定母线电压和电池荷电状态,对传统模型预测控制下的工程应用场景具有一定借鉴意义。

关键词：电传动功率预测模型预测控制能量管理策略

基于神经网络的内置式永磁电动机弱磁区最佳电流相位曲线拟合

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兵工学报 2012年第7期33卷 870-874页

作者：罗宏浩廖自力装甲兵工程学院控制工程系北京100072

针对电传动系统中内置式永磁(IPM)电动机内部磁场的非线性问题,提出采用BP神经网络拟合电动机弱磁区的最佳电流相位曲线。分析了IPM电动机每安培电流最大转矩/电流控制的原理,并进一步在考虑逆变器输出电压和电流限制的基础上,指出了IP... 详细信息

针对电传动系统中内置式永磁(IPM)电动机内部磁场的非线性问题,提出采用BP神经网络拟合电动机弱磁区的最佳电流相位曲线。分析了IPM电动机每安培电流最大转矩/电流控制的原理,并进一步在考虑逆变器输出电压和电流限制的基础上,指出了IPM电动机在弱磁区产生最大转矩的条件。构建了用于完成IPM电动机弱磁区转速和电流幅值与最佳相位角之间非线性映射的BP神经网络。计算和仿真结果表明,该神经网络的拟合结果与有限元方法(FEM)计算结果的最大误差不到1°.

关键词：电气工程永磁电动机电机控制弱磁控制人工神经网络有限元方法

多轮分布式电驱动车辆双重转向分层控制系统设计

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汽车工程 2021年第9期43卷 1383-1393页

作者：陈路明廖自力张征陆军装甲兵学院兵器与控制系北京100072

为了提高多轮分布式电驱动车辆在复杂机动环境下的转向能力,设计了一种基于直接横摆力矩控制的双重转向系统。该控制系统采用分层结构,上层为横摆力矩决策层,下层为驱动力分配层。在控制系统上层,基于无迹卡尔曼滤波和递归最小二乘结合... 详细信息

为了提高多轮分布式电驱动车辆在复杂机动环境下的转向能力,设计了一种基于直接横摆力矩控制的双重转向系统。该控制系统采用分层结构,上层为横摆力矩决策层,下层为驱动力分配层。在控制系统上层,基于无迹卡尔曼滤波和递归最小二乘结合算法进行路面辨识;根据车辆状态信息和路面条件自适应调节滑移转向比,由车辆动力学模型和滑移转向比确定双重转向参考模型;针对滑模面附近非连续特性造成的控制信号抖动现象,将滑模控制算法进行改进,设计了滑模条件积分控制器,使车辆实际横摆角速度追踪双重转向参考模型计算出期望横摆角速度。系统下层在保证车辆总驱动力的前提下,基于控制分配规则将上层广义目标控制力需求分配至各执行器。最后,利用硬件在环实时仿真平台进行控制策略验证。结果表明,分层控制系统较好地实现了路面识别功能和车辆双重转向功能,针对不同路面工况对车辆进行了有效地行驶控制,减小了车辆在狭小弯曲地区的转弯半径,抑制了车辆状态参数及电机转矩的颤振和抖动,改善了车辆小半径行驶的转向机动性和高速行驶稳定性。

关键词：轮毂电机路面识别直接横摆力矩控制滑模条件积分控制双重转向

比例—谐振控制器在PWM变换器应用中的几个要点

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电力系统自动化 2015年第18期39卷 151-159页

作者：徐海亮廖自力贺益康装甲兵工程学院控制工程系北京市100072 浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

比例—谐振(PR)控制器由于具有正、负序"双向谐振"的特性,且无需复杂的旋转坐标变换,在脉宽调制(PWM)变换器控制中具有广泛应用。从工程应用角度出发,系统讨论了PR控制器应用中需注意的3个关键问题:控制器的参数设计与稳定性分析,数字... 详细信息

比例—谐振(PR)控制器由于具有正、负序"双向谐振"的特性,且无需复杂的旋转坐标变换,在脉宽调制(PWM)变换器控制中具有广泛应用。从工程应用角度出发,系统讨论了PR控制器应用中需注意的3个关键问题:控制器的参数设计与稳定性分析,数字控制实现中的延时影响和相位补偿,以及频率自适应PR控制器的结构与离散化实现。仿真和实验结果验证了所述参数设计方法的合理性、数字延时补偿的有效性以及频率自适应比例—谐振控制器对频率变化的适应能力。

关键词：比例—谐振控制器电流控制脉宽调制变换器频率自适应

基于旋转坐标变换的实系数与复系数PI调节器性能比较

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电工技术学报 2016年第6期31卷 171-176页

作者：徐海亮廖自力贺益康装甲兵工程学院控制工程系北京100072 浙江大学电气工程学院杭州310027

比较了基于实系数、复系数两种结构形式比例积分(PI)调节器的表达及其设置,揭示了复系数PI调节器的本质。从控制结构的解耦性、电流环动态响应速度和参数鲁棒性等方面比较了两种PI调节器的优势与不足。仿真、实验结果验证了理论分析的... 详细信息

比较了基于实系数、复系数两种结构形式比例积分(PI)调节器的表达及其设置,揭示了复系数PI调节器的本质。从控制结构的解耦性、电流环动态响应速度和参数鲁棒性等方面比较了两种PI调节器的优势与不足。仿真、实验结果验证了理论分析的正确性。

关键词：复系数PI调节器前馈补偿 PWM变换器旋转坐标变换

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永磁电机齿槽转矩的谐波分析与最小化设计

电机与控制学报 2010年第4期14卷 36-40,45页

作者：罗宏浩廖自力装甲兵工程学院控制工程系北京100072

针对传统电机优化设计方法使用特殊形状的铁心或磁极,导致电机结构复杂、难以加工的问题,采用频谱分析的方法对内置式永磁电机和表贴式永磁电机的齿槽转矩进行研究。用有限元方法计算两种电机模型的齿槽转矩,进而由傅里叶变换得到其各... 详细信息

针对传统电机优化设计方法使用特殊形状的铁心或磁极,导致电机结构复杂、难以加工的问题,采用频谱分析的方法对内置式永磁电机和表贴式永磁电机的齿槽转矩进行研究。用有限元方法计算两种电机模型的齿槽转矩,进而由傅里叶变换得到其各次谐波的功率谱。理论分析表明,采用适当余数的分数槽电机可以消除齿槽转矩中的特定谐波分量;而优化极弧长度则可以使其谐波总量最小化。针对永磁电机齿槽转矩谐波分量较大的缺点,提出二者相结合的方法抑制永磁电机的齿槽转矩。有限元计算结果显示,优化设计后,齿槽转矩的幅值不足额定转矩的0.1%。

关键词：永磁电机齿槽转矩优化设计有限元方法谐波分析

基于路面自适应的多轮轮毂电机驱动车辆驱动防滑控制

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兵工学报 2021年第10期42卷 2278-2290页

作者：陈路明廖自力张征陆军装甲兵学院兵器与控制系北京100072 国民核生化灾害防护国家重点实验室北京102205

为提高多轮轮毂电机驱动车辆在不同路面行驶的动力性和操纵稳定性,提出一种具有路面识别功能的驱动防滑控制策略。分别建立整车模型、车轮受力模型及Dugoff轮胎模型,运用衰减记忆无迹卡尔曼滤波方法对路面附着系数进行估计。对传统滑模... 详细信息

为提高多轮轮毂电机驱动车辆在不同路面行驶的动力性和操纵稳定性,提出一种具有路面识别功能的驱动防滑控制策略。分别建立整车模型、车轮受力模型及Dugoff轮胎模型,运用衰减记忆无迹卡尔曼滤波方法对路面附着系数进行估计。对传统滑模控制方法进行改进,设计模糊滑模控制器,根据路面条件调节轮胎滑转率,计算调整力矩进行车辆驱动防滑控制。利用半实物实时仿真平台开展了仿真实验。结果表明,路面自适应驱动防滑控制策略精确地辨识了典型道路的路面附着系数,迅速适应不同路面条件,减小轮胎过度滑转,有效提高了车辆驱动性能和操纵稳定性能。

关键词：轮毂电机路面识别滑转率模糊滑模控制驱动防滑控制

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