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    中国体彩广西11选5开奖结果: 带横轴的混联式履带车辆混合驱动系统自动化建模方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    广西11选5大小走势图 www.fnjpv.tw CN201510362904.3

    申请日:

    2015.06.26

    公开号:

    CN104899402A

    公开日:

    2015.09.09

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||著录事项变更IPC(主分类):G06F 17/50变更事项:发明人变更前:邹渊 田野变更后:邹渊 孙逢春 田野|||实质审查的生效IPC(主分类):G06F 17/50申请日:20150626|||公开
    IPC分类号: G06F17/50 主分类号: G06F17/50
    申请人: 北京理工大学
    发明人: 邹渊; 田野
    地址: 100055北京市海淀区中关村南大街5号
    优先权:
    专利代理机构: 北京方韬法业专利代理事务所11303 代理人: 刘晶婷
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510362904.3

    授权公告号:

    |||||||||

    法律状态公告日:

    2017.04.05|||2016.12.07|||2015.10.07|||2015.09.09

    法律状态类型:

    授权|||著录事项变更|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明是有关于带横轴的混联式履带车辆混合驱动系统自动化建模方法,包括:确定D矩阵和Ds矩阵、构型筛选、生成统一模型矩阵以及构型优选,最终的模型矩阵方程为其中:所述Dm是合成后的D矩阵,Jm矩阵各行对角线上的元素等于该行对应的节点所连接部分的转动惯量等效到该节点处的和,与节点相连的部分通过Dm矩阵来确定,是合成后的加速度列向量,Tm是合成后的外转矩列向量。本发明可以对混联式履带车辆混合驱动系统进行自动化建模及优选,建模过程简单、建模效率高、易用性强。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种带横轴的混联式履带车辆混合驱动系统自动化建模方法,适用于带有横轴的混联式履带车辆混合驱动系统,该系统包括一个内燃机、两个电机、一个转向电机、一个功率耦合装置和一个汇流装置,其特征在于其步骤包括确定D矩阵和Ds矩阵、构型筛选以及生成统一模型矩阵,其中:
    所述D矩阵的列对应功率耦合装置中的行星排,行数等于其列数加2,各行分别对应不同的节点,第1至第3行对应的节点依次为内燃机节点、输出端节点、第一电机节点,若存在第4行,则第4行对应的节点为第二电机节点,各行非零元素分别为与该行对应节点相连的行星排节点的类型,-Si对应太阳轮节点,-Ri对应齿圈节点,Si+Ri对应行星架节点,其中i表示第i个行星排;
    所述Ds矩阵是一个4×2的矩阵,Ds矩阵的第1列代表左侧汇流行星排,第2列代表右侧汇流行星排,Ds矩阵的1到4行分别对应汇流机构的直驶功率输入节点、左侧汇流行星排的转向功率输入节点、左侧汇流行星排的输出端节点、右侧汇流行星排的输出端节点,各行非零元素分别为与该行对应节点相连的汇流行星排节点的类型,其中-S对应太阳轮节点、-R对应齿圈节点,R+S对应行星架节点,且矩阵中Ds(2,2)的元素为其正常形式的相反数。

    2.  根据权利要求1所述的带横轴的混联式履带车辆混合驱动系统自动化建模方法,其特征在于所述构型筛选包括:
    (1)对于双行星排功率耦合装置D矩阵的构型筛选,筛选条件包括:
    所述D矩阵的每一列中至少含有-S、-R、R+S三个元素中的两个,每一列中不允许有重复的元素,矩阵中至少有一列包含3个非零元素;
    D矩阵中任意一行的元素不能全为零;
    对于所述D矩阵中只含有两个非零元素的列,该列的前两个元素中必须有且只有一个元素非零;
    矩阵DEV和DMG必须是满秩矩阵,所述DEV和DMG是D矩阵的子矩阵,DEV=D11...D21...,DMG=D31...D41...;]]>
    对于两列均含有3个非零元素的D矩阵,前两行的所有元素不能全部非零;
    对于某一列只有2个非零元素的D矩阵,该列的前两个元素不能全为0;
    (2)对于三行星排功率耦合装置D矩阵的构型筛选,筛选条件包括:
    (3x3x3)形式的D矩阵的第一列、第二列和第三列中都含有3个非零元素,(3x3x2)形式的D矩阵第一列和第二列含有3个非零元素,第三列含有2个非零元素;
    D矩阵的每一列中至少含有-S、-R、R+S三个元素中的两个,每一列中不允许有重复的元素,矩阵中至少有一列包含3个非零元素,D矩阵中任意一行的元素不能全为零;
    对于(3x3x2)或(3x2x2)的矩阵形式,若对矩阵的列进行两两组合,将得到三个5×2矩阵,这三个矩阵中的至少两个矩阵满足所有行中至少有一行的元素全部非零;
    排除矩阵前两行为x00x00,0x00x0,00x00x]]>之一的构型,其中x为非零元素;
    对于(3x3x2)构型,第三列前两个元素不能全部非零;
    对于(3x2x2)构型,第二列或第三列的前两个元素不能全部非零;
    对于(3x2x2)构型,要排除第二列和第三列为x00xxx0000,x00x00xx00,x00x0000xx,0xx0xx0000,0xx000xx00,0xx00000xx]]>之一的构型,其中x为非零元素;
    把D矩阵化简为4×2矩阵,按照双行星排的情况把化简后的D矩阵分成子矩阵DEV和DMG,所述子矩阵DEV和DMG必须是满秩矩阵;
    D矩阵最后一行非零元素的个数应大于等于2;
    对于(3x3x3)形式的D矩阵,排除第一、二、五行中任意两行元素全部非零的情况;
    对于(3x3x2)形式的矩阵,排除第三列为[0;0;x;x;0]的情况;
    对于(3x2x2)形式的矩阵,排除第二列或第三列为[0;0;x;x;0]的情况,其中x为非零元素;
    (3)Ds矩阵的筛选,其构型和筛选条件为:DS=xlxryl-yrzl00zr,]]>其中:x=-S、-R或S+R,y=-S、-R或S+R,z=-S、-R或S+R,且x、y、z各不相同。

    3.  根据权利要求1所述的带横轴的混联式履带车辆混合驱动系统自动化建模方法,其特征在于所述生成统一模型矩阵的步骤为:根据驱动系统构型合成所述驱动系统的模型矩阵方程,
    Ω·m=Jm-12(I-E(ETE)-1ET)Jm-12Tm]]>
    其中:
    E=Jm-12Dm]]>
    式中:Dm是合成后的D矩阵,Jm是合成后的J矩阵,是合成后的加速度列向量,Tm是合成后的外转矩列向量;
    Dm矩阵是一个(n+3)×n的矩阵,n为混合驱动系统中行星排的总个数,n≥3,Dm矩阵表示为Dm=D1D20D3,]]>其中,D1是原功率耦合装置的D矩阵,D2是一个n×2矩阵,矩阵的第二行元素为Ds(1,:)/K1,其余元素为0,Ds(1,:)表示原汇流装置的Ds矩阵的第一行元素,K1为耦合装置和汇流装置间的传动比,D3等于原汇流机构Ds矩阵的后三行元素,即D3=Ds(2:4,:);
    J矩阵的每一行分别对应内燃机、第一电机、第二电机和输出端这四个节点,而每一行中不为零的元素则表示与该行对应的节点相连的部分等效到该节点处的转动惯量;
    Jm矩阵是一个对角方阵,其大小等于Dm矩阵行数,Jm矩阵各行对角线上的元素等于该行对应的节点所连接部分的转动惯量等效到该节点处的和,与节点相连的部分通过Dm矩阵来确定。

    4.  根据权利要求3所述的带横轴的混联式履带车辆混合驱动系统自动化建模方法,其特征在于:
    当所述n=4时,Ω·m=ωe·ω·strω·MG1ω·MG2ω·steer_lω·outlω·outr,Tm=Te0TMG1TMG2K2TMG3-Tl/K3-Tr/K3;]]>
    当所述n=5时,Ω·m=ωe·ω·strω·MG1ω·MG2ω·freeω·steer_lω·outlω·outr,Tm=Te0TMG1TMG2K2TMG3-Tl/K3-Tr/K3;]]>
    式中各参数含义为:
    K1——功率耦合装置和汇流机构间的传动比,K2——锥齿轮机构的传动比;K3——主减速器的传动比;
    ωe——发动机的角速度,其中,ωMG1——第一电机的角速度,ωMG2——第二电机的角速度,ωsteer_l——经锥齿轮机构输入到左侧汇流行星排的角速度,ωoutl——左输出端处输出的角速度;ωoutr——右输出端处输出的角速度,——功率耦合装置输出端的角加速度,——功率耦合装置自由节点处的角加速度;
    Te——发动机产生的转矩,TMG1——第一电机产生的转矩,TMG2——第二电机产生的转矩,TmG3——转向电机产生的转矩,Tl——履带车辆行驶时左侧履带受到的阻力等效到输出轴上的阻力矩与两侧输出轴上受到的制动力矩的和;Tr——履带车辆行驶时右侧履带受到的阻力等效到输出轴上的阻力矩与两侧输出轴上受到的制动力矩的和。

    5.  根据权利要求4所述的带横轴的混联式履带车辆混合驱动系统自动化建模方法,其特征在于当功率耦合装置的行星排个数为1时,行星排只与内燃机节点、第一电机节点以及输出端节点连接,多出的节点为第二电机节点,第二电机节点与内燃机节点或输出轴节点连接;
    (1)当第二电机节点与输出轴连接时:
    Ω·m=ωe·ω·MG2ω·MG1ω·steer_lω·outlω·outr,Tm=TeTMG2TMG1K2TMG3-Tl/K3-Tr/K3;]]>
    (2)当第二电机节点与内燃机输出轴连接时:
    Ω·m=ωe·ω·strω·MG1ω·steer_lω·outlω·outr,Tm=Te+TMG20TMG1K2TMG3-Tl/K3-Tr/K3;]]>

    6.  根据权利要求4所述的带横轴的混联式履带车辆混合驱动系统自动化建模方法,其特征在于在生成统一模型矩阵的步骤还包括构型优选,具体为:
    首先排除使电机转速或转矩过大的构型,即各构型的电机转速转矩首先要满足如下条件:
    ωMG1<ωmax1TMG1<Tmax1]]>
    ωMG2<ωmax2TMG2<Tmax2]]>
    ωMG3<ωmax3TMG3<Tmax3]]>
    其中:ωMG1、ωMG2、ωMG3分别为第一电机、第二电机、转向电机需要提供的转速;TMG1、TMG2、TMG3分别为第一电机、第二电机、转向电机需要提供的转矩;ωmax1、ωmax2、ωmax3分别为第一电机、第二电机、转向电机所能提供的最大转速;Tmax1、Tmax2、Tmax3分别为第一电机、第二电机、转向电机所能提供的最大转矩;
    然后在满足上述条件的构型中,分别计算第一电机和第二电机的功率 绝对值的平均值;
    最后比较平均功率的大小,取该值较小的构型为较优构型。

    7.  根据权利要求1所述的带横轴的混联式履带车辆混合驱动系统自动化建模方法,其特征在于所述行星排的特性参数k=2。

    8.  根据权利要求1-7任一项所述的带横轴的混联式履带车辆混合驱动系统自动化建模方法,其特征在于所述D矩阵的行数若大于4,则第5行以上对应自由节点。

    关 键 词:
    横轴 混联式 履带 车辆 混合 驱动 系统 自动化 建模 方法
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