【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種車輛測試，特別是關于一種機電復合傳動系統-慣量-臺架負載一體化仿真模型構建方法及系統。
技術介紹
1、傳統臺架測試技術通常使用飛輪盤來進行車輛慣量的模擬，稱為機械慣量模擬法。飛輪的引入將導致試驗通用性差、無法做到無極調速、存在動態沖擊等問題，不利于動態負載模擬。電慣量模擬方法借助電機調速范圍大、動態響應快等特點，可以較為精確地在臺架復現車輛在行駛過程中的動態載荷。
2、針對機電復合傳動系統-慣量-臺架的一體化建模需要建立車輛動力學模型、傳動系統動力學模型和慣量計算模型，并將其與臺架系統結合起來?，F有研究成果中，由于履帶車輛行駛過程中慣性負載瞬態變化劇烈，傳統的臺架測試技術難以滿足動態負載模擬的需求，機械模擬慣量法也難以進行一體化建模。作為一種新型傳動系統，針對機電復合傳動系統的測試臺架也需要進行相應設計和建模，目前尚無針對機電復合傳動系統-慣量-臺架一體化建模方法。
技術實現思路
1、針對上述問題，本專利技術的目的是提供一種機電復合傳動系統-慣量-臺架負載一體化仿真模型構建方法及系統，其能根據起步、加速、轉向等不同工況計算出相應的驅動需求、車輛運行負載情況和加載需求，繼而控制驅動系統和加載系統以使機電復合傳動系統的驅動力矩和負載力矩與實車道路運行時的驅動力矩和負載力矩一致。
2、為實現上述目的，第一方面，本專利技術采取的技術方案為：一種機電復合傳動系統-慣量-臺架負載一體化仿真模型構建方法，其包括：建立機電復合傳動系統動力學模型和履帶車輛的
3、進一步，建立機電復合傳動系統動力學模型，包括：根據行星傳動運動學關系，以及雙側電機驅動的功率耦合機構行星排特征參數，建立電機到主動輪的運動學和動力學關系，為機電復合傳動系統動力學模型。
4、進一步，履帶車輛的整車動力學模型為直駛和轉向工況下的整車動力學模型，以計算履帶車輛在行駛過程中所受的行駛阻力矩和慣性阻力矩；整車動力學模型包括機電復合傳動驅動系統與履帶車輛之間的動力學模型和履帶車輛轉向動力學模型。
5、進一步，基于機電復合傳動系統動力學模型，計算不同工況下驅動電機應輸出的轉速和轉矩，將其作為目標轉速轉矩以閉環控制驅動電機，包括：
6、以測試工況作為輸入，針對履帶裝甲車輛機電復合傳動系統進行運動學及動力學分析，得到不同工況所對應的驅動需求，該驅動需求為雙側電機需要輸出的轉速和轉矩，不同工況為車輛直駛工況和車輛轉向工況；
7、基于建立的機電復合傳動系統驅動電機動力學模型及電機矢量控制系統，將驅動需求作為目標值傳遞至驅動電機以對驅動電機進行閉環控制，驅動電機輸出轉速轉矩至耦合傳動機構；
8、由包括電機減速排、功率耦合機構及側傳動機構的機電復合傳動系統傳動機構動力學模型，計算履帶車輛在直駛和轉向工況下的整車等效慣量，并將整車等效慣量等效至機電復合傳動系統動力輸出軸上。
9、進一步，履帶車輛在直駛工況下的整車等效慣量的計算方法為：
10、
11、履帶車輛在轉向工況下的整車等效慣量的計算方法為：
12、
13、式中，為整車等效至主動輪處的當量慣量，為車輛負重輪等效轉動慣量，為車輛履帶等效慣量，為車輛平動部分等效慣量，m為整車的質量；i1為等效到內側側傳動機構輸出軸的轉動慣量；i2為等效到外側側傳動輸出軸的轉動慣量，rz為轉向半徑，b為履帶中心距，r為主動輪半徑，iz為整車轉動慣量。
14、進一步，基于整車動力學模型和負載計算模型，計算不同工況下車輛在行駛過程中的動態負載，將其作為目標值傳遞至加載電機或測功機進行閉環控制，包括：
15、基于整車動力學模型計算履帶車輛在直駛和轉向過程中所受的動態阻力，建立負載計算模型，基于電慣量模擬算法計算出履帶車輛在行駛過程中的實時慣性阻力矩，將慣性阻力矩與行駛阻力矩的和作為需要加載的動態負載的目標值。
16、進一步，對加載電機或測功機進行閉環控制，通過電慣量模擬方法實現臺架模擬加載，包括：
17、基于預先標定或辨識的電機轉動慣量、電阻、電感、磁鏈和摩擦因數參數建立臺架加載電機或加載測功機動力學模型，并基于預先標定的臺架傳動部件轉動慣量建立臺架傳動軸動力學模型，根據計算出的動態負載對加載電機或測功機進行閉環控制。
18、第二方面，本專利技術采取的技術方案為：一種機電復合傳動系統-慣量-臺架負載一體化仿真模型構建系統，其包括：第一處理模塊，建立機電復合傳動系統動力學模型和履帶車輛的整車動力學模型；第二處理模塊，基于機電復合傳動系統動力學模型，計算不同工況下驅動電機應輸出的轉速和轉矩，將其作為目標轉速轉矩以閉環控制驅動電機；第三處理模塊，基于整車動力學模型和負載計算模型，計算不同工況下車輛在行駛過程中的動態負載，將其作為目標值傳遞至加載電機或測功機進行閉環控制，通過電慣量模擬方法實現臺架模擬加載。
19、第三方面，本專利技術采取的技術方案為：一種存儲一個或多個程序的計算機可讀存儲介質，所述一個或多個程序包括指令，所述指令當由計算設備執行時，使得所述計算設備執行上述方法中的任一方法。
20、第四方面，本專利技術采取的技術方案為：一種計算設備，其包括：一個或多個處理器、存儲器及一個或多個程序，其中一個或多個程序存儲在所述存儲器中并被配置為所述一個或多個處理器執行，所述一個或多個程序包括用于執行上述方法中的任一方法的指令。
21、本專利技術由于采取以上技術方案，其具有以下優點：
22、本專利技術的一體化仿真模型以整車測試工況作為輸入，將機電復合傳動系統、整車慣量和測試臺架作為一個系統進行動力學建模，計算出不同工況下整車的動態負載與相應加載需求并控制加載電機進行加載，實現起步、加速和轉向等工況的臺架模擬試驗，為后續可靠性測試奠定基礎。
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1.一種機電復合傳動系統-慣量-臺架負載一體化仿真模型構建方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述機電復合傳動系統-慣量-臺架負載一體化仿真模型構建方法，其特征在于，建立機電復合傳動系統動力學模型，包括：根據行星傳動運動學關系，以及雙側電機驅動的功率耦合機構行星排特征參數，建立電機到主動輪的運動學和動力學關系，為機電復合傳動系統動力學模型。
3.如權利要求1所述機電復合傳動系統-慣量-臺架負載一體化仿真模型構建方法，其特征在于，履帶車輛的整車動力學模型為直駛和轉向工況下的整車動力學模型，以計算履帶車輛在行駛過程中所受的行駛阻力矩和慣性阻力矩；整車動力學模型包括機電復合傳動驅動系統與履帶車輛之間的動力學模型和履帶車輛轉向動力學模型。
4.如權利要求1所述機電復合傳動系統-慣量-臺架負載一體化仿真模型構建方法，其特征在于，基于機電復合傳動系統動力學模型，計算不同工況下驅動電機應輸出的轉速和轉矩，將其作為目標轉速轉矩以閉環控制驅動電機，包括：
5.如權利要求4所述機電復合傳動系統-慣量-臺架負載一體化仿真模型構建方法，其特征在于，履
6.如權利要求1所述機電復合傳動系統-慣量-臺架負載一體化仿真模型構建方法，其特征在于，基于整車動力學模型和負載計算模型，計算不同工況下車輛在行駛過程中的動態負載，將其作為目標值傳遞至加載電機或測功機進行閉環控制，包括：
7.如權利要求6所述機電復合傳動系統-慣量-臺架負載一體化仿真模型構建方法，其特征在于，對加載電機或測功機進行閉環控制，通過電慣量模擬方法實現臺架模擬加載，包括：
8.一種機電復合傳動系統-慣量-臺架負載一體化仿真模型構建系統，其特征在于，包括：
9.一種存儲一個或多個程序的計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述一個或多個程序包括指令，所述指令當由計算設備執行時，使得所述計算設備執行如權利要求1至7所述方法中的任一方法。
10.一種計算設備，其特征在于，包括：一個或多個處理器、存儲器及一個或多個程序，其中一個或多個程序存儲在所述存儲器中并被配置為所述一個或多個處理器執行，所述一個或多個程序包括用于執行如權利要求1至7所述方法中的任一方法的指令。
...【技術特征摘要】
1.一種機電復合傳動系統-慣量-臺架負載一體化仿真模型構建方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述機電復合傳動系統-慣量-臺架負載一體化仿真模型構建方法，其特征在于，建立機電復合傳動系統動力學模型，包括：根據行星傳動運動學關系，以及雙側電機驅動的功率耦合機構行星排特征參數，建立電機到主動輪的運動學和動力學關系，為機電復合傳動系統動力學模型。
3.如權利要求1所述機電復合傳動系統-慣量-臺架負載一體化仿真模型構建方法，其特征在于，履帶車輛的整車動力學模型為直駛和轉向工況下的整車動力學模型，以計算履帶車輛在行駛過程中所受的行駛阻力矩和慣性阻力矩；整車動力學模型包括機電復合傳動驅動系統與履帶車輛之間的動力學模型和履帶車輛轉向動力學模型。
4.如權利要求1所述機電復合傳動系統-慣量-臺架負載一體化仿真模型構建方法，其特征在于，基于機電復合傳動系統動力學模型，計算不同工況下驅動電機應輸出的轉速和轉矩，將其作為目標轉速轉矩以閉環控制驅動電機，包括：
5.如權利要求4所述機電復合傳動系統-慣量-臺架負載一體化仿真模型構建方法，其特征在...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王立勇，馬駿，王茜，張喜明，張金樂，
申請(專利權)人：北京信息科技大學，
類型：發明
國別省市：
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