本发明专利技术涉及计算机仿真在电动轮汽车动力制动工况下电气传动控制中的应用，特别是一种电动轮汽车动力制动工况电气传动控制系统的仿真方法，在动力制动工况下，控制系统由轮电机控制部分和主发电机控制部分所组成：轮电机控制部分：根据相关的数据计算得出励磁电流和电枢电流的特性曲线，对制动工况下的工作逻辑进行分析，得出ＵＲＳ－Ｉｍｆ＊、Ｖ－Ｉｍｆ＊、Ｖ－Ｉａ＊、Ｉｍｆ＊－Ｉｍｆ、Ｖ－１／Ｒ各环节的特性曲线，结合轮电机的动力制动特性，在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境下建立动力制动工况下轮电机部分的仿真图，主发电机控制部分：根据主发电机控制原理图，结合主发电机结构，在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境下建立动力制动工况下主发电机部分的仿真图。本发明专利技术通过仿真结果与系统的需求特性曲线相比较，验证了方案的正确性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是涉及计算机仿真在电动轮汽车动力制动工况下电气传动控制 系统中的应用，特别是一种电动轮汽车动力制动工况电气传动控制系统的 ^f方真方法。
技术介绍
电动轮汽车是目前国内外大型露天矿山中理想高效的运输设备，发挥着极为重要的作用。其电气传动采用美国GE公司的STATEXI11型控制系统， 该系统可以对汽车进行实时控制，以及通过笔记本电脑的联机对话，可以 获取汽车的有关运行数据。但是，它没有揭示动力制动工况下系统的控制结构，使得系统的使用 者和研究者不能得知该多输入/输出系统的内部变量的逻辑关系，从而无法 对系统深入了解并进行研究。目前，计算机仿真技术在自动控制方面得到 越来越广泛的应用，但对于电动轮汽车的系统建模和仿真而言，此类研究 还未见发表。如果按照常规的设计思路，不仅每个环节的推导计算十分复杂，且对 于系统整体结构的控制器设计也非常困难，同样给系统调试增加了难度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电动轮汽车动力制动工况电气传动控制系 统的仿真方法。本专利技术的目的是这样实现的本专利技术的，其 特征在于在动力制动工况下，传动控制系统由轮电机控制部分和主发电机 控制部分所组成1)轮电机控制部分(1)根据相关技术资料的数据计算得出励磁电流和电枢电流的特性曲线，(2 )对制动工况下的工作逻辑进行分析，得出URS — Imf*、 V—Imf*、 V—Ia*Imf* — Imf 、 V—1/R各环节的特性曲线，其中，Urs为制动踏板信号、 Im&为轮电机励石兹电流、V为车速、Ia承为轮电才几电枢电流、Imf为轮电机 励-兹电流、1/R为制动回路电阻值的倒数，4(3)结合轮电机的动力制动特性，在Simulink环境下建立动力制动 工况下轮电^L部分的仿真结构图， 2)主发电机控制部分根据主发电机控制部分原理框图，结合主发电才几结构，在Simulink环 境下建立动力制动工况下主发电机部分的仿真结构图。所述的轮电机控制是将制动踏板信号Urs、车速V送给综合比较单元， 轮电机励磁电流Im"送入控制器C,此控制器C输出控制量，由轮电积J兹 场静态励磁器MFSE根据控制器C输出，控制轮电机励磁电流Imf，进而控 制轮电机M的电枢电流Im，此轮电机励f兹电流Imf经Imf反馈环节送入比 较器，轮电机电枢电流Im经Im反馈环节将反馈信号Imfb送入综合比较单 元，用于调节励磁电流给定环节。所述的动力制动工况主发电机控制为直流电压给定信号化*与反馈 信号Uaf的差值送入PI控制器得到直流电压控制信号U，发动机转速Ne 经发动机转速Ne—主发电机工作频率f变换得到主发电机工作频率f,将 所得到直流电压控制信号U和主发电机工作频率f送入主发电机子系统， 得到相电压Eph送入整流拒，得到输出电压Ua,此输出电压Ua经反馈环 节反馈到输入端形成反^"信号Uaf ,给定电压信号1^*与反^#信号Uaf相减， 其差值信号送给PI控制器。所述的动力制动工况下轮电机部分的仿真图为输入量车速V第一路经电阻倒数特性变换1/R变换环节11发送到第一 乘法器26，输入量车速V第二路经V—n特性环节13发送到Em乘法器25, 输入量车速V第三路经V—Imf *特性环节14发送到开关环节19,输入量车 速V第四路经V—1&*特性环节15、比较器16发送到开关环节19，输入量 Urs17经URs — ImM变换环节18送入到开关环节19,此开关环节的输出量 送入轮电机励磁电流环节Imf *--Imf,此轮电机励石兹电流环节Imf *--Imf的 输出经Imf—磁通环节发送到Em乘法器，Ce环节的输出量发送到此Em乘 法器，此Em乘法器的输出量送入第一乘法器，此第一乘法器的输出量送入 E-Ia特性曲线环节，此E-Ia特性曲线环节的输出分别送入输出环节Yout 和Ia反馈环节，此Ia反馈环节的输出送入比较器，其中(1) V为车速，在仿真时以-10KPH/s加速度变化的车速为给定信号，(2) Urs、 urs — Imf*、 v—Imf*、 v—Ia*、 v—n为经过分析计算得到 的特性环节，n为轮电机转速，(3 )开关Switch由la的反馈信号控制切换，当反馈信号不超过V— Ia承时，由Urs —Imf *环节产生Imf^给定信号，反之由V—Imf"不节产生Imf*给定信号，(4 ) Imf* —Imf环节为轮电机励磁电流环，Imf经由Imf—磁通环节变 4奐为轮电4几;兹通O m ，(5) ①m与Ce、 n经乘法器合成轮电^/L的电动势Em,(6) R change为V—1/R特性曲线，它可才艮据车速的下降产生以电阻 倒数变量输出，用以表示扩展制动中切换电阻的过程，(7) 轮电机的电动势Em乘以电阻的倒数并经过电磁时间常数的惯性 环节可得到电枢电流Ia, Ce为电机固有参数。所述的动力制动工况下主发电机部分的仿真图为输入量直流电压给定信号Ua+经滤波器28滤波后送入比较器，此比较 器的输出信号同时送入ki环节、kp环节，这两个环节的和值送入ALT子 系统，其中ki为积分参数、kp为比例参数。另一个输入量发动机转速Ne经Ne-f环节变换后送入ALT子系统，此 ALT子系统的相电压Ephl输出送入K环节，此K环节的输出Ua送到输出 端0utl， Ua经反馈环节送入所述的比较器。本项技术利用MATLAB/Simulink环境针对电动轮汽车多变量非线性复 杂控制系统，提出了分结构一合成仿真的思路将动力制动工况下的系统 分为主发电机和轮电机两个控制部分，它们各自由不同的闭环控制。对每 个控制闭环进行结构分析，确定各控制环节的特性，在Si咖link环境下建 立仿真结构图，并通过仿真结果与系统的需求特性曲线相比较，验证了方 案的正确性。本专利技术为系统的使用者和研究者揭示了系统动力制动工况下的控制结 构；研究者可以在此基础上对系统展开有关控制方案的仿真研究，并优化 系统；通过仿真研究确立系统的控制策略，避免了系统开发过程中大量重 复的性能比较实验，可大大缩短系统研制周期，并节约可观的实验费用。 附图说明图1为本专利技术的动力制动工况轮电机部分原理框图。 图2为本专利技术的动力制动工况主发电机部分原理框图。 图3为本专利技术的动力制动时轮电机部分仿真结构图。 图4为本专利技术的动力制动工况下主发电机输出仿真结构图。 图5为本专利技术的动力制动工况仿真结果与特性曲线对比图。 具体实施例方式下面结合附图进一步说明本专利技术的具体实施方式。 本专利技术的一种，其特征在于在动力制动工况下，控制系统由轮电机控制部分和主发电机控制部分所组成1) 轮电机控制部分(1)根据相关技术资料的数据计算得出励磁电流和电枢电流的特性曲线，(2) 对制动工况下的工作逻辑进行分析，得出URs — Im"、 V—Imf*、 V—Ia*、 Imf*_Imf 、 V—l/R各环节的特性曲线，其中，Urs为制动3喬板信 号、Im&为轮电机励磁电流、V为车速、1&*为轮电机电枢电流、Imf为轮 电机励磁电流、1/R为制动回路电阻值的倒数，(3) 结合轮电机的动力制动特性，在Simulink环境下建立动力制动 工况下轮电机部分的仿真结构图，2) 主发电机控制部分根据主发电机控制部分原理框图，结本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电动轮汽车动力制动工况电气传动控制系统的仿真方法，其特征在于在动力制动工况下，控制系统由轮电机控制部分和主发电机控制部分所组成： １）轮电机控制部分： （１）根据相关技术资料的数据计算得出励磁电流和电枢电流的特性曲线， （２）对制动工况下的工作逻辑进行分析，得出ＵＲＳ－Ｉｍｆ＊、Ｖ－Ｉｍｆ＊、Ｖ－Ｉａ＊Ｉｍｆ＊－Ｉｍｆ、Ｖ－１／Ｒ各环节的特性曲线，其中，ＵＲＳ为制动踏板信号、Ｉｍｆ＊为轮电机励磁电流、Ｖ为车速、Ｉａ＊为轮电机电枢电流、Ｉｍｆ为轮电机励磁电流、１／Ｒ为制动回路电阻值的倒数， （３）结合轮电机的动力制动特性，在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境下建立动力制动工况下轮电机部分的仿真结构图， ２）主发电机控制部分： 根据主发电机控制部分原理框图，结合主发电机结构，在Ｓｉｍｕｌｉ ｎｋ环境下建立动力制动工况下主发电机部分的仿真结构图。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：苍晴，
申请(专利权)人：鞍钢集团矿业公司，
类型：发明
国别省市：21[]
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