采用分體式雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的混合動(dòng)力系統(tǒng)的控制*

陳星 苑士華 胡紀(jì)濱 彭增雄 魏賓

(北京理工大學(xué)車輛傳動(dòng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100081)

混合動(dòng)力汽車(HEV)的核心是發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)問題.傳統(tǒng)的混合動(dòng)力的動(dòng)力傳遞模式分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式，各種傳動(dòng)模式均有各自的優(yōu)缺點(diǎn)［1］.文中采用的動(dòng)力傳動(dòng)模式兼具串聯(lián)式和混聯(lián)式優(yōu)點(diǎn)，即基于雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的混聯(lián)式混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng).

基于雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)汽車的無級(jí)變速、離合器、起動(dòng)及發(fā)電等功能，不僅簡(jiǎn)化了汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，而且兼具串聯(lián)式HEV和并聯(lián)式HEV的優(yōu)點(diǎn)，又避免了混聯(lián)式HEV結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高和控制策略不成熟的缺陷［2］.一體式雙轉(zhuǎn)子電機(jī)不僅存在機(jī)械耦合，而且存在電磁耦合，其復(fù)雜的機(jī)電耦合關(guān)系導(dǎo)致數(shù)學(xué)模型比較復(fù)雜，目前還沒有一個(gè)實(shí)用的數(shù)學(xué)模型可以用來描述其內(nèi)部的磁場(chǎng)耦合及其對(duì)電機(jī)性能帶來的影響，也為電機(jī)的解耦控制增加了難度［3］，而分體式的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)只存在機(jī)械耦合，沒有電磁耦合，因此數(shù)學(xué)模型相對(duì)簡(jiǎn)單，使得控制簡(jiǎn)便.

目前，對(duì)采用雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的混合動(dòng)力汽車的研究主要集中在雙轉(zhuǎn)子電機(jī)本體的研究［4-6］，對(duì)混合動(dòng)力控制系統(tǒng)的研究也主要集中在混合動(dòng)力的電無級(jí)變速及運(yùn)行模式［7-8］.文中主要研究裝配有分體式雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的混合動(dòng)力汽車，結(jié)合負(fù)載特性和內(nèi)燃機(jī)的工作特性，采用直接轉(zhuǎn)矩控制方法對(duì)分體式雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的主、副電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速控制，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的綜合控制.

1 傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理

1.1 傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖1是所研究的混合動(dòng)力汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖.雙轉(zhuǎn)子電機(jī)采用的是分體式的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)系統(tǒng)，它由主電機(jī)1與副電機(jī)2組成.主電機(jī)1采用雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，外轉(zhuǎn)子跟一般的籠型感應(yīng)電機(jī)定子類似，內(nèi)轉(zhuǎn)子是普通的鼠籠繞組轉(zhuǎn)子，由于工作時(shí)隨內(nèi)燃機(jī)輸出軸一起旋轉(zhuǎn)，因而其三相繞組須通過滑環(huán)從電刷引出;副電機(jī)2是雙軸伸籠型感應(yīng)電機(jī)，其轉(zhuǎn)子一端與主電機(jī)外轉(zhuǎn)子通過聯(lián)軸器機(jī)械相連(因此分體式雙轉(zhuǎn)子電機(jī)不存在電磁耦合，只存在機(jī)械耦合)，另一端與主減速器相連.

圖1 采用分體式雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的HEV傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Configuration of HEV transmission system based on the split dual rotor motor

汽車運(yùn)行時(shí)，內(nèi)燃機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩TICE與轉(zhuǎn)速nICE，此時(shí)雙轉(zhuǎn)子主電機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速nm1與內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速nICE相等，外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為nm2，主電機(jī)輸出電磁轉(zhuǎn)矩Te1，該電磁轉(zhuǎn)矩對(duì)于內(nèi)燃機(jī)來說是負(fù)載，對(duì)于副電機(jī)來說是驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩;副電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速nm2與主電機(jī)的外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相等，同時(shí)與汽車輪子的轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)，副電機(jī)輸出電磁轉(zhuǎn)矩Te2，分體式雙轉(zhuǎn)子電機(jī)電磁合轉(zhuǎn)矩Te1+Te2作用于負(fù)載Tload.

1.2 功率平衡原理

假設(shè)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)效率為η，可得汽車的功率需求為

式中:m為汽車的總質(zhì)量;g為重力加速度;f為滾動(dòng)阻力系數(shù);v為汽車行駛速度;α為汽車在坡道上行駛時(shí)的坡度角;CD為空氣阻力系數(shù);A為迎風(fēng)面積.

根據(jù)功率平衡的原理，汽車輸出軸(副電機(jī)轉(zhuǎn)軸)輸出的機(jī)械功率Pm等于汽車的需求功率Pneed，而Pm為內(nèi)燃機(jī)輸出功率PICE與車載電源的輔助功率Pe之和，即有:

當(dāng)Pe=0時(shí)，內(nèi)燃機(jī)的功率輸出恰能滿足汽車的功率需求;當(dāng)Pe＞0時(shí)，內(nèi)燃機(jī)的功率輸出小于汽車的功率需求，車載電源提供輔助功率;當(dāng)Pe＜0時(shí)，內(nèi)燃機(jī)的功率輸出大于汽車的功率需求，于是車載電源接受來自發(fā)動(dòng)機(jī)的功率.

2 分體式雙轉(zhuǎn)子電機(jī)數(shù)學(xué)建模

電機(jī)數(shù)學(xué)模型是對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制研究的基礎(chǔ)，只有知道了分體式雙轉(zhuǎn)子電機(jī)準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型才能對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的解耦控制.

分體式雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的主電機(jī)的最大特點(diǎn)是其“定子”(外轉(zhuǎn)子)也能旋轉(zhuǎn)，因此對(duì)比于普通籠型感應(yīng)電機(jī)，主電機(jī)的轉(zhuǎn)速參數(shù)將有所變化.副電機(jī)是雙軸伸籠型感應(yīng)電機(jī)，與普通的感應(yīng)電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)一致，故其數(shù)學(xué)模型也與普通感應(yīng)電機(jī)一致.

主、副電機(jī)的轉(zhuǎn)速對(duì)比如表1所示，由此可以推導(dǎo)出類似于感應(yīng)電機(jī)αβ坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型方程組，該方程組包括表征電壓與電流及磁鏈關(guān)系的電壓方程、表征磁鏈與電流關(guān)系的磁鏈方程以及電磁轉(zhuǎn)矩方程、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程.

表1 主、副電機(jī)轉(zhuǎn)速變化對(duì)比Table 1 Comparison of rotational speed between primary and secondary motors

主電機(jī)的電壓方程:

磁鏈方程:

轉(zhuǎn)矩方程:

運(yùn)動(dòng)方程:

副電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與一般的籠型感應(yīng)式電機(jī)一致，因此其數(shù)學(xué)模型與一般的感應(yīng)電機(jī)的模型一致.但是副電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方程為

上式中，1、2分別代表主、副電機(jī)上的量;α、β分別代表α、β坐標(biāo)系上的分量;p代表微分算子，R1s、R1r、L1s、L1r為主電機(jī)外轉(zhuǎn)子、內(nèi)轉(zhuǎn)子電阻及電感，L1m為主電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子之間的互感，ωm1為主電機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子角速度，ωm2為主電機(jī)外轉(zhuǎn)子角速度，u1s_α、u1s_β、u1r_α、u1r_β分別為主電機(jī)的內(nèi)外轉(zhuǎn)子在 α、β 坐標(biāo)系上的電壓分量，i1s_α、i1s_β、i1r_α、i1r_β分別為主電機(jī)的內(nèi)外轉(zhuǎn)子在 α、β 坐標(biāo)系上的電流分量，ψ1s_α、ψ1s_β、ψ1r_α、ψ1r_β分別為主電機(jī)的內(nèi)外轉(zhuǎn)子在α、β坐標(biāo)系上的磁鏈分量，Te1、Te2分別為主、副電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩;TICE、Tload分別為內(nèi)燃機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩;Np1、Np2分別為主、副電機(jī)的極對(duì)數(shù)，J1、J2分別為主、副電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量.

3 傳動(dòng)控制建模

3.1 內(nèi)燃機(jī)工作點(diǎn)調(diào)節(jié)原理

對(duì)于裝備雙轉(zhuǎn)子傳動(dòng)系統(tǒng)的混合動(dòng)力汽車，此時(shí)雙轉(zhuǎn)子傳動(dòng)系統(tǒng)控制系統(tǒng)通過對(duì)主、副電動(dòng)機(jī)進(jìn)行相對(duì)獨(dú)立的控制，來達(dá)到內(nèi)燃機(jī)工作點(diǎn)可調(diào)節(jié)的目的.

如圖2所示，車輛在行駛過程中，A點(diǎn)代表車輪的需求功率點(diǎn)，B點(diǎn)代表內(nèi)燃機(jī)最佳經(jīng)濟(jì)性曲線的目標(biāo)工作點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)存在轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩差值，在控制過程中，通過控制主電機(jī)來補(bǔ)償兩點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)速差，即控制主電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等于B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等于A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速;而兩點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩差值則通過對(duì)副電機(jī)的控制來補(bǔ)償，即負(fù)載轉(zhuǎn)矩和主電機(jī)轉(zhuǎn)矩的差值由副電機(jī)來補(bǔ)償［8］.在目標(biāo)工作點(diǎn)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩差值均得到補(bǔ)償調(diào)節(jié)后，內(nèi)燃機(jī)就實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)的燃油經(jīng)濟(jì)性最佳控制.

圖2 內(nèi)燃機(jī)工作點(diǎn)調(diào)節(jié)原理圖Fig.2 Schematic of operating point adjustment for internal combustion engine

內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行模式有兩種［9］，一種是內(nèi)燃機(jī)的輸出功率為恒定，即內(nèi)燃機(jī)工作在最佳經(jīng)濟(jì)性曲線上的一固定點(diǎn)，此時(shí)內(nèi)燃機(jī)和電池共同輸出功率，內(nèi)燃機(jī)輸出功率與負(fù)載功率的差值由電池補(bǔ)償;另一種是由內(nèi)燃機(jī)單獨(dú)提供輸出功率，電池只對(duì)系統(tǒng)提供勵(lì)磁功率(即無功功率)，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率隨負(fù)載的功率需求變化，控制系統(tǒng)通過查詢內(nèi)燃機(jī)最佳效率工作曲線圖來調(diào)節(jié)輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩.

3.2 控制系統(tǒng)原理

分體式雙轉(zhuǎn)子電機(jī)由于存在兩個(gè)電機(jī)的機(jī)械耦合，傳動(dòng)系統(tǒng)輸出的是主、副電機(jī)的合成電磁轉(zhuǎn)矩，快速、準(zhǔn)確、可靠地控制轉(zhuǎn)矩是電動(dòng)汽車控制的關(guān)鍵.文中利用直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)作為主、副電機(jī)的控制策略，分別對(duì)主、副電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速差和轉(zhuǎn)矩差的控制，從而達(dá)到對(duì)這個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的控制.如圖3所示是采用雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)控制原理框圖.

圖3 傳動(dòng)系統(tǒng)控制原理框圖Fig.3 Control principium of transmission system

控制系統(tǒng)的輸入為汽車的目標(biāo)車速，輸出為主、副電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速.具體的控制過程為:設(shè)定汽車行駛的目標(biāo)車速，于是根據(jù)汽車的基本參數(shù)及運(yùn)行路況進(jìn)行負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tload計(jì)算及轉(zhuǎn)速n換算，內(nèi)燃機(jī)以恒定轉(zhuǎn)速nICE輸出時(shí)(內(nèi)燃機(jī)如按負(fù)載功率需求輸出相應(yīng)功率時(shí)，需要根據(jù)目標(biāo)車速計(jì)算功率需求，控制系統(tǒng)通過查ICE最佳效率工作曲線圖來調(diào)節(jié)ICE的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速)，按照目標(biāo)車速換算得出的負(fù)載轉(zhuǎn)速n與內(nèi)燃機(jī)nICE的轉(zhuǎn)速差Δn及內(nèi)燃機(jī)在該轉(zhuǎn)速下的最佳經(jīng)濟(jì)性的轉(zhuǎn)矩TICE，輸入到主電機(jī)的DTC系統(tǒng)中，輸出為電磁轉(zhuǎn)矩Te1及外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速nm1，同時(shí)將負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tload和主電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩Te1的差值ΔT及負(fù)載轉(zhuǎn)速n輸入到副電機(jī)DTC系統(tǒng)中，輸出為電磁轉(zhuǎn)矩Te2及轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速nm2.

此時(shí)主電機(jī)輸出的電磁力跟蹤內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)矩，同時(shí)內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速跟蹤內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速，外轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與副電機(jī)的轉(zhuǎn)速相等;副電機(jī)的電磁力為負(fù)載和主電機(jī)的轉(zhuǎn)矩差，即相當(dāng)于主電機(jī)和副電機(jī)的電磁力之和跟蹤負(fù)載轉(zhuǎn)矩，副電機(jī)的轉(zhuǎn)速跟蹤負(fù)載轉(zhuǎn)速的變化.

3.3 直接轉(zhuǎn)矩控制

快速、準(zhǔn)確、可靠地控制轉(zhuǎn)矩是電動(dòng)汽車控制的關(guān)鍵.目前電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制多采用交流電機(jī)定子電流解耦控制的轉(zhuǎn)差矢量控制方法，這種控制方法對(duì)電機(jī)各種參數(shù)的依賴性很強(qiáng)，需要進(jìn)行復(fù)雜的坐標(biāo)變換，實(shí)現(xiàn)起來很困難［10］.

直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)跳出了交流調(diào)速研究的傳統(tǒng)思想框架，借助瞬時(shí)空間矢量理論，直接在初級(jí)坐標(biāo)系計(jì)算并控制交流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，避免了復(fù)雜的坐標(biāo)變換，從而使得異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)不僅線路簡(jiǎn)單，而且減小了電機(jī)對(duì)次級(jí)參數(shù)的依賴，在很大程度上解決了矢量控制中計(jì)算復(fù)雜、實(shí)際性能難以達(dá)到分析結(jié)果的問題［11-13］，是一種高性能的交流調(diào)速控制方法.直接轉(zhuǎn)矩控制的原理如圖4所示，它由很多個(gè)模塊組成，從而構(gòu)成了轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的閉環(huán)控制，使得電機(jī)能很好地跟蹤給定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩信號(hào).

圖4 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)框圖［10］Fig.4 Direct torque control system block diagram

4 傳動(dòng)系統(tǒng)控制仿真

利用Matlab/Simulink建立傳動(dòng)系統(tǒng)的仿真模型，并對(duì)車輛的混合動(dòng)力運(yùn)行模式進(jìn)行仿真分析.

4.1 仿真條件

仿真中的各部件模型采用動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型.選用某型汽車，其基本參數(shù)為:汽車總質(zhì)量m=1200 kg，車輪半徑r=0.297m，滾動(dòng)阻力系f=0.016，空氣阻力系數(shù)CD=0.38，迎風(fēng)面積A=0.4m2，汽車在平直公路上按一定的目標(biāo)車速行駛.內(nèi)燃機(jī)的特性主要以轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線來表示，主要根據(jù)試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)進(jìn)行多項(xiàng)式擬合得出近似拋物線的轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩曲線，某內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩曲線如圖5所示，用5次多項(xiàng)式表示為

圖5 內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩特性Fig.5 Internal combustion engine speed torque characteristics

采用的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的主、副電機(jī)的參數(shù)相同，即:額定電壓為380 V，主電機(jī)外轉(zhuǎn)子電阻及副電機(jī)定子電阻R1s=R2s=0.4 Ω，主電機(jī)外轉(zhuǎn)子漏電感和副電機(jī)定子漏電感L1s=L2s=0.087H，主、副電機(jī)轉(zhuǎn)子電阻為R1r=R2r=0.5 Ω，主、副電機(jī)轉(zhuǎn)子漏電感L1r=L2r=0.088H，主、副電機(jī)互感 L1m=L2m=0.085H，極對(duì)數(shù)為2，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J1=J2=0.01kg·m2，仿真時(shí)給定磁鏈為0.9Wb.

4.2 仿真結(jié)果及分析

假設(shè)內(nèi)燃機(jī)工作在最佳經(jīng)濟(jì)性曲線上的一點(diǎn)，設(shè)其轉(zhuǎn)速為900 r/min，汽車運(yùn)行的目標(biāo)車速為60km/h，目標(biāo)車速在3 s時(shí)變?yōu)?0 km/h.仿真結(jié)果如圖6所示.

從圖6(a)可以看出，實(shí)際車速與目標(biāo)車速基本吻合，實(shí)現(xiàn)了車速的跟蹤，同時(shí)從圖6(b)可以看出，主電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子與內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速相等，副電機(jī)的轉(zhuǎn)速可根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)速進(jìn)行相應(yīng)變化，因此實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)速的跟蹤控制，達(dá)到了主、副電機(jī)轉(zhuǎn)速的分別控制.

從圖6(c)可看出，主電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與內(nèi)燃機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩相等，這是因?yàn)楫?dāng)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，主電機(jī)成為內(nèi)燃機(jī)的負(fù)載;副電機(jī)的轉(zhuǎn)矩根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩與主電機(jī)電磁力矩的差值進(jìn)行相應(yīng)的變化，因此主、副電機(jī)的合電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相等;當(dāng)汽車負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，內(nèi)燃機(jī)工作狀況不受影響，可以一直工作在經(jīng)濟(jì)性最佳的位置點(diǎn)上.于是，通過控制系統(tǒng)使得主、副電機(jī)的電磁力矩實(shí)現(xiàn)了合成控制，即實(shí)現(xiàn)了主、副電機(jī)的轉(zhuǎn)矩分配.

圖6 內(nèi)燃機(jī)輸出功率恒定仿真結(jié)果Fig.6 Simulation results of output constant power of internal combustion engine

以典型的歐洲城市循環(huán)工況ECE+EUDC作為仿真工況，進(jìn)一步檢驗(yàn)控制策略的可行性及可靠性.仿真結(jié)果如圖7所示.從圖7可以看出，在整個(gè)循環(huán)工況中，汽車行駛的實(shí)際車速與目標(biāo)車速基本重合，主、副電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩仍根據(jù)設(shè)定的工況發(fā)生相應(yīng)的變化，副電機(jī)的轉(zhuǎn)矩根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩與主電機(jī)的電磁力矩的差值輸出相應(yīng)的電磁力矩.因此，采用直接轉(zhuǎn)矩控制方法對(duì)主、副電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速差和轉(zhuǎn)矩差的控制以后，主、副電機(jī)能夠根據(jù)汽車的行駛工況自動(dòng)調(diào)節(jié)自身的運(yùn)行狀態(tài)，即根據(jù)負(fù)載變化相應(yīng)輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作于最佳工作狀態(tài).

圖7 ECE+EUDC的仿真結(jié)果Fig.7 ECE+EUDC simulation results

5 結(jié)論

將分體式的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)作為研究對(duì)象，討論了采用該電機(jī)作為混合動(dòng)力傳動(dòng)系的內(nèi)燃機(jī)工作點(diǎn)調(diào)節(jié)原理，分析認(rèn)為要實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)工作點(diǎn)的調(diào)節(jié)就必須對(duì)雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的主、副電機(jī)的轉(zhuǎn)速差和轉(zhuǎn)矩差進(jìn)行控制.

文中還將直接轉(zhuǎn)矩控制方法分別運(yùn)用于主、副電機(jī)的控制，設(shè)計(jì)了傳動(dòng)系統(tǒng)控制策略，對(duì)主電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速差控制，對(duì)副電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩差控制，建立仿真模型并進(jìn)行仿真.結(jié)果表明，內(nèi)燃機(jī)可以隨時(shí)工作在最佳經(jīng)濟(jì)性或者動(dòng)力性曲線上，而不受負(fù)載變化的影響.同時(shí)通過控制系統(tǒng)的控制，實(shí)現(xiàn)主、副電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩合成控制及轉(zhuǎn)速的跟蹤控制，即傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩分配和轉(zhuǎn)速分配.

［1］余志生.汽車?yán)碚?第5版［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

［2］黃文祥.基于電磁能量轉(zhuǎn)換的汽車傳動(dòng)系統(tǒng)控制策略的研究［D］.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)電氣工程及自動(dòng)化學(xué)院，2006.

［3］于淼.感應(yīng)式四端口機(jī)電能量變換器控制系統(tǒng)的研究［D］.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)電氣工程及自動(dòng)化學(xué)院，2009.

［4］李練兵，陳鵬，史廣奎，等.混合動(dòng)力汽車用雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的建模與仿真［J］.電機(jī)與控制學(xué)報(bào)，2008，12(4):404-414.Li Lian-bing，Chen Peng，Shi Guang-kui，et al.Modeling and simulation of double-rotor motor applied to the system of hybrid electric vehicle［J］.Electric Machines and Control，2008，12(4):404-414.

［5］Backstrom T.Integrated energy transducer drive for hybrid vehicles［D］.Stockholm:Royal Institute of Technology，2000.

［6］Martin J Hoeijmakers，Jan A Ferreira.The electric variable transmission ［J］.IEEE Transactions on Industry Applications，2006，42(4):2770-2777.

［7］Cui Shu-mei，Cheng Yuan，Chan C C.A basic study of electrical variable transmission and its application in hybrid electric vehicle［C］∥Proceedings of VPPC’06.Harbin:IEEE，2006.

［8］Cheng Yuan，Cui Shu-mei，Song Li-wei，et al.The study of the operation modes and control strategies of an advanced electromechanical converter for automobiles［J］.IEEE Transactions on Magnetics，2007，43(1):430-433.

［9］羅玉濤，唐浩成，符興峰.基于電磁耦合無級(jí)變速系統(tǒng)的混合動(dòng)力電動(dòng)車工況仿真研究［J］.中國(guó)機(jī)械工程，2009，20(24):3008-3012.Luo Yu-tao，Tang Hao-cheng，F(xiàn)u Xing-feng.HEV operating mode and simulation based on electromagnetic continuously variable transmission ［J］.China Mechanical Engineering，2009，20(24):3008-3012.

［10］蘇彥民，李宏.交流調(diào)速系統(tǒng)的控制策略［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1998.

［11］蒲斌，秦大同，舒紅，等.混合動(dòng)力汽車電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真［J］.重慶大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2003，26(7):7-10.Pu Bin，Qin Da-tong，Shu Hong，et al.Simulation of the torque control system of motor for hybrid vehicle ［J］.Journal of Chongqing University:Natural Science Edition，2003，26(7):7-10.

［12］李夙.異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1994:1-3.

［13］Takhaashi I，Ohmori Y.High performance direct torque control of an induction motor［J］.IEEE Transactions on Industry Applications，1989，25(2):257-264.