关于电动汽车起步模拟试验「台架」的那些事

关于电动汽车起步模拟试验「台架」的那些事

首页模拟经营电动汽车模拟器手机版更新时间:2024-06-17

前言

电动汽车起步模拟试验台包括被试驱动电机、电机支座、联轴器、转速扭矩传感器、负载电机、温控系统、电池模拟器、功率分析仪等。在对台架模拟控制时,台架的惯量、刚度和阻尼是建立台架控制模型的关键参数,需对其进行辨识。

电动汽车起步模拟试验台

1. 台架摩擦阻尼

被试电机到负载电机之间各部件(转速扭矩 传感器、联轴器、轴承座)的阻尼可以由实验辨识获得:停止被试电机,以速度控制方式驱动负载电机缓慢提高转速到达某一值,稳定后记录当前的转速和扭矩值。

以此类推,每升速 200r/min等待系统稳定后记录当前转速下的数据,计算对应转速下的平均扭矩,得到一组转速数据和对应转速下的摩擦阻力扭矩,利用二次多项式拟合的方法得到在该挡位下驱动单元传感器到负载电机之间的转动阻尼曲线,从而辨识出台架系统的滚动阻尼。

2. 台架转动惯量

在负载阻力模拟控制中,台架的转动惯量估计误差对控制的准确性和稳定性有重要影响,虽然各部件的惯量已由厂家给出,但系统连接后增加了接盘和紧固螺栓的惯量,其整体转动惯量需通过实验辨识的方法获得。

使离合器保持分离状态,以恒定扭矩控制方式驱动电机,则驱动单元将以恒角加速度从角速度 ω1上升到角速度 ω2,记录运行时间 Δt1,可得:

摩擦阻力系数 Bm 可由阻尼辨识环节获得,由于电机为空载状态,负载力矩等于摩擦力矩,设摩擦扭矩为 T0,则

运行驱动单元转速上升到某一值后,立即停止电机,封锁脉宽调制脉冲,让其依靠摩擦扭矩下降,同时记录角速度 ω3 及下降角速度 ω4、运行时间 Δt2,则:

联立式(5)(6)(7)便可计算出驱动单元整体转动惯量:

3. 台架联轴器刚度辨识

选取对高转速适应较好的高速低惯量膜片式联轴器,其扭转刚度是影响轴系振动的关键参数。联轴器扭转刚度的表现主要受负载特性的影响, 动力传递过程中,弹性联轴器的扭转刚度有可能会发生非线性的改变,从而使动力装置的动态响应特性及振动特性发生改变。

MTS扭转作动器测试系统

通过实验测得转矩和转角差后可得出联轴器的扭转刚度,将联轴器一端固定,另一端提供驱动扭矩,通过角度传感器对联轴器旋转角度进行测量。选用MTS公司生产的扭转作动器测试系统(如上图),对联轴器刚度进行测量和辨识。扭转作动器以方波的形式,以 50N ·m为间隔,逐渐从 0~±550N ·m动态加载,加载频率为 0.1Hz。对采集数据进行处理,求得了方波动态加载下的相对扭转角和实际扭矩。分别对显示的扭转角和显示扭矩取平均值,得到相 对扭转角和实际扭矩数据,如下图所示。

联轴器刚度辨识

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