兵工学报 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (4): 240397-.doi: 10.12382/bgxb.2024.0397
韩政达1, 吴云豪2, 张伟1,3,*(), 刘翼1, 刘金刚3, 朱卫国3
收稿日期:
2024-05-22
上线日期:
2025-04-30
通讯作者:
基金资助:
HAN Zhengda1, WU Yunhao2, ZHANG Wei1,3,*(), LIU Yi1, LIU Jingang3, ZHU Weiguo3
Received:
2024-05-22
Online:
2025-04-30
摘要:
大功率柴电机组是重型串联式混合动力车辆的供电单元,受多缸柴油机曲轴谐振转矩冲击和发电机电磁转矩脉动耦合作用的影响,系统扭转振动现象突出,动力学品质较差。针对上述问题,建立考虑机电耦合效应的发动机-发电机组动力学模型,分析机电耦合效应对系统固有特性的影响,揭示扭转振动特性随电磁刚度、转子偏心率、扭转减振器刚度等参数变化的规律,分析系统在发动机和电机联合激励作用下动力学响应特性,明确了主响应的阶次。为解决低频扭转振动响应过大的问题,提出基于双回路解耦的扭转振动控制总体框架,针对发动机主谐次扰动抑制设计面向启停机过程的独立模态空间最优控制器和面向稳态运行工况的自适应滤波补偿控制器,并进行仿真验证。研究结果表明,所设计的扭转振动主动控制算法能够在发动机全速域内实现对主谐次扭转振动的有效抑制。
中图分类号:
韩政达, 吴云豪, 张伟, 刘翼, 刘金刚, 朱卫国. 车用大功率柴电机组机电耦合动力学特性及控制[J]. 兵工学报, 2025, 46(4): 240397-.
HAN Zhengda, WU Yunhao, ZHANG Wei, LIU Yi, LIU Jingang, ZHU Weiguo. Research on Electromechanical Coupling Dynamic Characteristics and Control of High-power Diesel Generator Set for Vehicle[J]. Acta Armamentarii, 2025, 46(4): 240397-.
编号 | 部件 | 编号 | 部件 | 编号 | 部件 | 编号 | 部件 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 减振器被动端 | 7 | 气缸3 | 13 | 气缸7 | 19 | 气缸11 |
2 | 减振器主动端 | 8 | 气缸4 | 14 | 气缸8 | 20 | 气缸12 |
3 | 轴颈1 | 9 | 轴颈3 | 15 | 轴颈5 | 21 | 轴颈7 |
4 | 气缸1 | 10 | 气缸5 | 16 | 气缸9 | 22 | 飞轮 |
5 | 气缸2 | 11 | 气缸6 | 17 | 气缸10 | 23 | 增速齿轮副 |
6 | 轴颈2 | 12 | 轴颈4 | 18 | 轴颈6 | 24 | 发电机 |
表1 模型各集中质量编号及含义
Table 1 Comparisons of groove sizes set
编号 | 部件 | 编号 | 部件 | 编号 | 部件 | 编号 | 部件 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 减振器被动端 | 7 | 气缸3 | 13 | 气缸7 | 19 | 气缸11 |
2 | 减振器主动端 | 8 | 气缸4 | 14 | 气缸8 | 20 | 气缸12 |
3 | 轴颈1 | 9 | 轴颈3 | 15 | 轴颈5 | 21 | 轴颈7 |
4 | 气缸1 | 10 | 气缸5 | 16 | 气缸9 | 22 | 飞轮 |
5 | 气缸2 | 11 | 气缸6 | 17 | 气缸10 | 23 | 增速齿轮副 |
6 | 轴颈2 | 12 | 轴颈4 | 18 | 轴颈6 | 24 | 发电机 |
耦合条件 | 1阶 | 2阶 | 3阶 | 4阶 | 5阶 |
---|---|---|---|---|---|
考虑机电耦合 | 45.5 | 97.4 | 113.6 | 274.4 | 425.1 |
忽略机电耦合 | 61.6 | 97.4 | 260.7 | 274.4 | 533.7 |
表2 电机磁场对系统固有频率的影响
Table 2 Effect of generator field on natural frequency of system Hz
耦合条件 | 1阶 | 2阶 | 3阶 | 4阶 | 5阶 |
---|---|---|---|---|---|
考虑机电耦合 | 45.5 | 97.4 | 113.6 | 274.4 | 425.1 |
忽略机电耦合 | 61.6 | 97.4 | 260.7 | 274.4 | 533.7 |
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