车辆机电传动系统耦合动力学与控制

作品简介

车辆机电传动系统由永磁同步电机与机械传动构件组成，是一种典型的机电耦联系统。传动系统的动态特性不仅与机械结构参数有关，而且与电机的电磁参数、动态性能有关。可以说，“机电耦合”已成为车辆机电传动系统的一个基本特征，因此需要探索耦合对系统构件运动的约束机制，分析耦合参数针对系统功能生成及性能相关的耦合机理，进行奇异工况预控和系统优化设计。本书首先讲述了如何构建一种可以反映电磁转矩饱和与波动的解析模型，从机电耦合的角度揭示永磁同步电机电磁振动的频率特征；其次从机电耦合共振与稳定性的角度讲述机电参数对转子系统扭振的影响规律，以及机电耦合转子系统的分岔、混沌特性、稳定性运行边界条件；接着通过“负刚度”效应揭示机电耦合横向振动失稳机理，分析不同机电参数影响机电耦合横向振动的规律；最后考虑旋转耦合通道与横向运动耦合通道之间的交叉耦合讲述转子系统的多重机电耦合动力学特性，从参数设计与控制优化的角度探讨机电传动系统的机电耦合振动的减振措施与控制方法。本书对于从事电动汽车传动系统、多档变速器，以及集成式电驱动系统、混合动力系统、插电式混合动力系统开发的工程技术人员和研究人员均有重要的指导意义和参考价值，也可以用作高等院校和科研机构相关专业本科生和研究生的参考书。

作者：陈星，吴维

作品目录

• Foreword 前言
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 相关领域的研究概况
• 1.2.1 机电系统的机电耦合问题研究概况
• 1.2.2 永磁同步电机电磁力模型
• 1.2.3 非线性转子动力学及其分析方法概述
• 1.2.4 机电系统非线性机电耦合振动的研究概况
• 1.3 研究思路与主要研究内容
• 第2章 车用永磁同步电机机电耦合电磁振动特征
• 2.1 车用永磁同步电机电磁转矩及其频率特征
• 2.1.1 传统的永磁同步电机电磁转矩模型
• 2.1.2 磁场饱和产生的电磁转矩变化
• 2.1.3 电磁转矩频率特征
• 2.1.4 模型验证及分析
• 2.2 机械负载扰动引起的电磁振动特征
• 2.2.1 理论分析
• 2.2.2 试验验证
• 2.3 转子偏心引起的电磁振动特征
• 2.3.1 转子偏心-电枢电流频率特征
• 2.3.2 试验验证
• 2.4 本章小结
• 第3章 机电传动系统机械-电磁耦合扭转振动特性
• 3.1 考虑扭转角的电磁转矩稳态模型
• 3.1.1 稳态运行相量图
• 3.1.2 电磁转矩模型
• 3.2 机电耦合扭转振动模型
• 3.2.1 转子扭振模型
• 3.2.2 固有频率分析
• 3.3 机电耦合扭转振动特性分析
• 3.3.1 共振分析
• 3.3.2 结果与分析
• 3.4 全局分岔与混沌预测
• 3.4.1 哈密顿系统平衡点分析
• 3.4.2 混沌阈值的确定
• 3.4.3 数值计算
• 3.5 机电耦合扭转振动试验
• 3.6 本章小结
• 第4章 永磁同步电机偏心转子机械-电磁耦合横向振动特性
• 4.1 不平衡磁拉力解析模型与模型验证
• 4.1.1 不平衡磁拉力解析模型
• 4.1.2 有限元计算与分析
• 4.1.3 试验验证
• 4.2 机械-电磁耦合横向振动机理分析
• 4.2.1 机械-电磁耦合横向振动模型
• 4.2.2 固有频率分析
• 4.3 振动稳态响应求解
• 4.3.1 主共振响应
• 4.3.2 稳态运动的稳定性分析
• 4.3.3 结果与讨论
• 4.4 数值求解
• 4.5 本章小结
• 第5章 永磁同步电机转子系统多重机电耦合动力学特性
• 5.1 概述
• 5.2 非均匀气隙条件下的多重机电耦合模型
• 5.3 多重耦合动力学稳态特性与分析
• 5.3.1 多重耦合动力学稳态特性求解
• 5.3.2 多重耦合动力学稳定性分析
• 5.4 减振分析探索
• 5.5 本章小结
• 总结与展望
• 总结
• 展望
• 参考文献