[发明专利]多轴独立电机底盘测功系统行驶阻力模拟加载方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种模拟加载方法，具体涉及一种多轴独立电机底盘测功系统行驶阻力模拟加载方法和系统。 

背景技术

底盘测功机又称为滚筒式试验台，在进行动力性和经济性测试时，以滚筒相当于连续移动的路面，模拟汽车和路面间的相对运动。在试验时，通过底盘测功机加载装置向转鼓施加负荷，模拟汽车的行驶阻力，使汽车在尽可能接近于汽车实际行驶工况下进行动力性和经济性测试。根据行驶阻力加载方式的不同，底盘测功机有电力测功机、电涡流测功机、水力测功机等几种；根据滚筒数目不同有单滚筒和双滚筒之分，有单轴和双轴之分。目前由于单滚筒电力底盘测功机具有较高的测试精度和可扩展性，在科研单位中得到比较广泛的应用。 

对于单滚筒电力底盘测功机，目前应用较多的是单轴单电机底盘测功系统，该系统仅能完成单轴驱动车辆的相关性能测试任务，许多学者也开展了相关汽车行驶阻力计算及在底盘测功机上实施方法的研究。其行驶阻力的加载模拟方法也较为简单，仅需将计算得到的行驶阻力直接施加于单电机。 

对于多轴独立电机底盘测功系统来说，由于系统中各滚筒采取独立电机驱动，因此可以完成对开路面仿真、驱动防滑控制、差速器控制等特殊功能测试。同时在动力性和经济性测试过程中行驶阻力方法相对单电机来说较为复杂，不仅需要满足总行驶阻力的模拟精度要求，同时还要保证各转鼓的速度同步精度，以模拟连续移动的路面。因此，多轴独立电机底盘测功系统的行驶阻力模拟需要满足如下要求： 

（1）各转鼓系统机械惯量及电惯量之和应等于被试车辆通过道路滑行试验所计算得到的道路行驶阻力。 

（2）各转鼓转速应相等，用以模拟连续移动的路面。 

（3）控制系统应实时、准确、稳定。 

由于成本等原因，目前关于多轴独立电机的底盘测功系统较少，因此对于基于该系统的行驶阻力加载方法研究较少，目前没有关于针对该系统的行驶阻力模拟方法公开文献。 

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种多轴独立电机底盘测功系统行驶阻力模拟加载方法和系统，该方法按照一定的控制策略对各独立电机进行控制，使得各电机的加载力矩之和等于总行驶 阻力，同时保证各转鼓转速同步。 

设所述多轴独立电机底盘测功系统具有n个独立的电机，每个电机驱动一个转鼓，n为大于等于2的整数；对所述n个电机中的任意一个电机采用行驶阻力力矩控制方法控制，其余（n-1）个电机采用速度跟随控制方法控制。 

设采用行驶阻力力矩控制方法进行控制的电机为电机D₁，电机D₁驱动转鼓Z₁；采用速度跟随控制方法控制的电机为电机D_i，电机D_i驱动转鼓Z_i，2≤i≤n。 

所述行驶阻力力矩控制方法为： 

首先设定转鼓Z₁的目标加载力矩T_1目标为：式（1）中T_总为车辆总行驶阻力矩；T_i为转鼓Z_i的当前加载力矩； 

然后控制电机D₁的驱动电流，使转鼓Z₁的实际力矩与目标加载力矩T_1目标趋于一致。 

所述速度跟随控制方法： 

设定转鼓Z_i的目标速度V_i目标为： 

式（2）中                                                  

其中   2≤k≤n，且k≠i； 

式（3）中，inv(A)为矩阵A的逆矩阵，矩阵A和矩阵B中j_i为转鼓Z_i的等效惯量，j₁为转鼓Z₁的等效惯量；式（2）中，v_k为转鼓Z_k的当前速度，v₁为转鼓Z₁的当前速度； 

然后控制电机D_i的交流电压频率，使转鼓Z_i的实际速度与其目标速度V_i目标趋于一致。