一種電模擬機械慣量的方法技術

本發明專利技術公開了一種電模擬機械慣量的方法，包括步驟為：根據測量的角速度運用卡爾曼濾波估計角加速度；對所述估計角加速度進行延遲補償，得到準實時的角加速度；所述準實時的角加速度根據模擬慣量的數值形成電慣量扭矩給定值，將所述電慣量扭矩給定值傳送至變頻器，變頻器控制所述加載電機的電磁扭矩實現機械慣量電模擬。通過上述方式，本發明專利技術提供的一種電模擬機械慣量的方法，滿足變速器試驗對慣量模擬的要求，簡化變速器試驗臺的機械結構，提高慣量模擬精度，能夠實現慣量的無級調整，消除機械飛輪模擬慣量時存在的級差，保證了試驗的可信度，提高了變速器試驗臺的自動化程度，受到汽車臺架試驗設備制造商的廣泛重視和關注。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及變速器臺架試驗設備領域，特別是涉及。
技術介紹
變速器是汽車傳動系中最重要的零部件之一，其性能直接關系到整車的動力性、燃油經濟性和舒適性，對整車性能的提高有重要影響，其性能、效率、可靠性和耐久性等參數不能只依靠計算，而必須經過試驗證實，同時變速器齒輪、軸承的材料、結構設計、制造工藝、負荷、轉速以及潤滑條件等參數的合理性也必須通過試驗來驗證，從而為產品設計和質量評價提供可靠的科學依據。變速器前期研發通過臺架試驗可以有效提高質量，降低開發費用，縮短開發周期，變速器試驗臺是針對臺架試驗對實際工況模擬的要求而專門設計的設備，在變速器耐久試驗、效率試驗、匹配試驗以及自動變速器換檔規律和換檔品質研究中 有廣泛應用。傳統的試驗臺為了保證試驗條件與實際工況的一致性，除了采用電機加載模擬汽車的行駛阻力，還廣泛采用機械飛輪模擬實際汽車的慣量。機械飛輪模擬慣量的缺點在于存在模擬級差、慣量調整困難等缺點，而且大質量的飛輪對加工精度和動平衡等制造工藝有較高的要求，此外，試驗時高速旋轉的大慣量飛輪存儲的動能對設備和試驗人員有一定的危險性，為了模擬不同車型對慣量模擬的要求，還需按等差或等比級數將飛輪部分設計成由多個大小不等的飛輪構成飛輪組，增加了試驗臺的復雜度，而且自動化程度低。電模擬是利用試驗臺中的加載電機的扭矩或轉速控制特性，通過調整系統及計算機控制其機械能與電能轉換特性來模擬機械飛輪的儲能特性，并以慣性扭矩的形式作用在主軸上，使試驗臺的動力特性與采用機械飛輪的系統一致，國外對電慣量的研究已比較深入，并廣泛應用于底盤測功機、變速器試驗臺、制動器試驗臺等儀器中，但該現有技術因具有高附加值，還未處于公開狀態。隨著汽車工業的技術進步，變速器技術的發展對試驗臺提出了更高的性能要求和技術水平，慣量電模擬成為新一代變速器試驗臺必備的功能。近年來隨著電機控制技術、電力電子技術和計算機控制技術的發展，電氣傳動系統的綜合性能已接近完美，為電慣量的工程實現提供了可靠基礎。
技術實現思路
本專利技術主要解決的技術問題是提供一種提高慣量模擬精度的電模擬機械慣量的方法。為解決上述技術問題，本專利技術采用的一個技術方案是提供一種包括步驟為 (1)將待測變速器固定安裝在變速器試驗臺上，啟動控制計算機和變頻器，所述控制計算機中輸入與所述待測變速器相匹配的車的參數； (2)所述控制計算機檢測變速器輸出軸轉速，根據車的參數計算所述變速器試驗臺內的加載電機要加載的扭矩和要模擬的慣量； (3)根據測量的角速度運用卡爾曼濾波估計角加速度；(4)對所述估計角加速度進行延遲補償，得到準實時的角加速度； (5)所述準實時的角加速度根據步驟(2)計算的模擬慣量的數值形成電慣量扭矩給定值，將所述電慣量扭矩給定值傳送至變頻器，變頻器控制所述加載電機的電磁扭矩實現機械慣量電模擬。在本專利技術一個較佳實施例中，步驟(3)和步驟(4)中以所述加載電機轉動前的狀態為初始值確定系統狀態向量，估計誤差方差陣中對角線上各元素的取值是相應變量的濾波估計精度值平方的10倍，所述系統狀態向量和所述估計誤差方差陣在進行卡爾曼濾波遞推前確定。在本專利技術一個較佳實施例中，步驟(3)根據角速度中的測量噪聲統計特性確定測量噪聲協方差陣，通過試湊確定系統噪聲協方差陣。 在本專利技術一個較佳實施例中，步驟(4)中根據估計角加速度中的噪聲統計特性確定測量噪聲協方差陣，通過試湊確定系統噪聲協方差陣。本專利技術的有益效果是本專利技術的電模擬機械慣量的方法，滿足變速器試驗對慣量模擬的要求，簡化變速器試驗臺的機械結構，提高慣量模擬精度，能夠實現慣量的無級調整，消除機械飛輪模擬慣量時存在的級差，保證了試驗的可信度，提高了變速器試驗臺的自動化程度，受到汽車臺架試驗設備制造商的廣泛重視和關注。附圖說明圖I是本專利技術電模擬機械慣量的方法一較佳實施例的流程 圖2是本專利技術電模擬機械慣量的方法中延遲補償方法的原理圖，圖中Gsi表示未知的實際角加速度，^表示估計的角加速度，具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術的較佳實施例進行詳細闡述，以使本專利技術的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本專利技術的保護范圍做出更為清楚明確的界定。請參閱圖1，本專利技術提供，包括步驟為 (1)將待測變速器固定安裝在變速器試驗臺上，啟動控制計算機和變頻器，所述控制計算機中輸入與所述待測變速器相匹配的車的參數； (2)所述控制計算機檢測變速器輸出軸轉速，根據車的參數計算所述變速器試驗臺內的加載電機要加載的扭矩和要模擬的慣量，計算步驟如下 1)計算車輪轉速 ^■tire *-^-tire ^-trasmission /i。，式中，ntiM為車輪轉速(RPM)，■^■trasmission 為變速器輸出軸轉速(RPM)，ic為變速器輸出軸至車輪的主傳動比； 2)計算車輪轉動角速度 tire = ntire /9. 55 ； 3)計算行駛車速Vi=CotireRtiM，式中，Rtire為車輪半徑(m)； 4)計算滾動阻力FMll(Vi) =fW，式中，f為滾動阻力系數，與行駛車速Vi有關，但在140km/h車速以下，f值維持不變，W為垂直載荷(N)； 5)計算空氣阻力Fw(u>占CdApU2，式中，Cd為空氣阻力系數；P為空氣密度，通常rP =1. 2258 N-S2- m_4，A為迎風面積，即汽車行駛方向的投影面積(m2)，Ur為相對速度，在無風時即汽車的行駛速度Vi (m/s)； 6)計算試驗臺加載電機需加載扭矩的大小為 ^= (Froll (Vi) +Fw(Ur)〕· Rtire=a · co2+b · ω+c,式中，a、b、c為與滾動系數、空氣阻力系數以及整車參數有關的常數，ω為變速器輸出軸轉速(rad/s)。 7)計算試驗臺需要模擬的慣量為權利要求1.，其特征在于，包括步驟為 (1)將待測變速器固定安裝在變速器試驗臺上，啟動控制計算機和變頻器，所述控制計算機中輸入與所述待測變速器相匹配的車的參數； (2)所述控制計算機檢測變速器輸出軸轉速，根據車的參數計算所述變速器試驗臺內的加載電機要加載的扭矩和要模擬的慣量； (3)根據測量的角速度運用卡爾曼濾波估計角加速度； (4)對所述估計角加速度進行延遲補償，得到準實時的角加速度； (5)所述準實時的角加速度根據步驟(2)計算的模擬慣量的數值形成電慣量扭矩給定值，將所述電慣量扭矩給定值傳送至變頻器，變頻器控制所述加載電機的電磁扭矩實現機械慣量電模擬。2.根據權利要求I所述的電模擬機械慣量的方法，其特征在于，步驟(3)和步驟(4)中以所述加載電機轉動前的狀態為初始值確定系統狀態向量，估計誤差方差陣中對角線上各元素的取值是相應變量的濾波估計精度值平方的10倍，所述系統狀態向量和所述估計誤差方差陣在進行卡爾曼濾波遞推前確定。3.根據權利要求I所述的電模擬機械慣量的方法，其特征在于，步驟(3)根據角速度中的測量噪聲統計特性確定測量噪聲協方差陣，通過試湊確定系統噪聲協方差陣。4.根據權利要求I所述的電模擬機械慣量的方法，其特征在于，步驟(4)中根據估計角加速度中的噪聲統計特性確定測量噪聲協方差陣，通過試湊確定系統噪聲協方差陣。全文摘要本專利技術公開了，包括步驟為根據測量的角速度運用卡爾曼濾波估計本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電模擬機械慣量的方法，其特征在于，包括步驟為：（1）將待測變速器固定安裝在變速器試驗臺上，啟動控制計算機和變頻器，所述控制計算機中輸入與所述待測變速器相匹配的車的參數；（2）所述控制計算機檢測變速器輸出軸轉速，根據車的參數計算所述變速器試驗臺內的加載電機要加載的扭矩和要模擬的慣量；（3）根據測量的角速度運用卡爾曼濾波估計角加速度；（4）對所述估計角加速度進行延遲補償，得到準實時的角加速度；（5）所述準實時的角加速度根據步驟（2）計算的模擬慣量的數值形成電慣量扭矩給定值，將所述電慣量扭矩給定值傳送至變頻器，變頻器控制所述加載電機的電磁扭矩實現機械慣量電模擬。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張為公，王皖君，林國余，
申請(專利權)人：東南大學，
類型：發明
國別省市：