饋能式交流底盤(pán)測(cè)功機(jī)DTC控制系統(tǒng).pdf

1、底盤(pán)測(cè)功機(jī)是一項(xiàng)重要的室內(nèi)整車(chē)檢測(cè)設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)不解體檢測(cè)整車(chē)的各種性能，如動(dòng)力性能、排放工況及汽車(chē)故障診斷等多種用途。隨著我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)汽車(chē)性能和品質(zhì)要求越來(lái)越高，因而對(duì)底盤(pán)測(cè)功機(jī)系統(tǒng)測(cè)試性能方面需求隨之提高，甚至開(kāi)始出現(xiàn)基于虛擬駕駛技術(shù)的現(xiàn)代底盤(pán)測(cè)功機(jī)系統(tǒng)的概念。近年來(lái)以IGBT為代表的高速、大功率電力電子技術(shù)出現(xiàn)和計(jì)算機(jī)性能及控制技術(shù)的快速發(fā)展，使交流變頻底盤(pán)測(cè)功機(jī)成為底盤(pán)測(cè)功機(jī)研發(fā)的主趨勢(shì)。鑒于此，本文在研究交流異步

2、電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制和三相PWM整流器基礎(chǔ)上構(gòu)造實(shí)現(xiàn)饋能式交流底盤(pán)測(cè)功機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC，direct torque control）系統(tǒng)。
　　 為了實(shí)現(xiàn)整車(chē)路試和臺(tái)試兩種測(cè)試方式的等效，分別建立在道路測(cè)試和在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上行駛動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)比兩種模型建立在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上行駛的阻力加載模型，補(bǔ)償?shù)妆P(pán)裝置的阻力加載。在此基礎(chǔ)上，研究了基于虛擬駕駛的整車(chē)性能試驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了整車(chē)加速、制動(dòng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程模擬，論證基于虛擬駕駛的現(xiàn)代底盤(pán)測(cè)功機(jī)

3、系統(tǒng)可行性。在阻力加載中，為了實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)慣性阻力模擬采用電模擬方式模擬慣性加載。其次，為克服當(dāng)前電慣性模擬方式中的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)滯后、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)等問(wèn)題，電機(jī)主控制系統(tǒng)中采用“交-直-交”控制方式，分為電網(wǎng)側(cè)控制系統(tǒng)和電機(jī)側(cè)控制系統(tǒng)。網(wǎng)側(cè)電壓源型變流器（VSR，voltage source rectifier）采用定子電壓矢量定向控制的空間矢量PWM（SVPWM，space vector PWM）技術(shù)，通過(guò)雙閉環(huán)、解耦和前饋控制策略實(shí)現(xiàn)網(wǎng)側(cè)電流控制

4、和能量回饋。電機(jī)側(cè)VSR變流器采用轉(zhuǎn)矩預(yù)測(cè)的DTC控制技術(shù)，選擇SVPWM作為轉(zhuǎn)矩控制的調(diào)制策略。
　　 在以上分析研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合底盤(pán)測(cè)功機(jī)系統(tǒng)傳動(dòng)理論，構(gòu)建系統(tǒng)電氣傳動(dòng)模型，對(duì)底盤(pán)測(cè)功機(jī)的整體性能進(jìn)行仿真分析。在仿真過(guò)程中，研究了底盤(pán)測(cè)功機(jī)的能量雙向流動(dòng)機(jī)制和單位功率因數(shù)的PWM變流技術(shù)的可行性。此外，分析了底盤(pán)測(cè)功機(jī)系統(tǒng)在空載和加載兩種狀態(tài)下的速度響應(yīng)和轉(zhuǎn)矩響應(yīng)情況。分析結(jié)果表明可以系統(tǒng)在不同的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速需求下，都可以在

5、保持單位功率因素下實(shí)現(xiàn)快速的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)響應(yīng)。
　　 最后，結(jié)合先進(jìn)測(cè)試技術(shù)，完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)。軟件利用LabVIEW作為系統(tǒng)平臺(tái)，采用多線(xiàn)程的設(shè)計(jì)思路，實(shí)現(xiàn)電機(jī)主控制系統(tǒng)的相關(guān)算法，設(shè)計(jì)整車(chē)性能試驗(yàn)的測(cè)試系統(tǒng)，給出測(cè)試主界面。硬件采用NI高速采集卡和控制器及智能功率模塊（IPM，intelligent power module），通過(guò)改進(jìn)的DTC算法快速跟蹤系統(tǒng)計(jì)算轉(zhuǎn)矩值，實(shí)現(xiàn)測(cè)功機(jī)阻力轉(zhuǎn)矩的實(shí)時(shí)加載。對(duì)比計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)實(shí)測(cè)值，表明