饋能式交流底盤測功機DTC控制系統(tǒng).pdf

1、底盤測功機是一項重要的室內(nèi)整車檢測設(shè)備，可以實現(xiàn)不解體檢測整車的各種性能，如動力性能、排放工況及汽車故障診斷等多種用途。隨著我國汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，對汽車性能和品質(zhì)要求越來越高，因而對底盤測功機系統(tǒng)測試性能方面需求隨之提高，甚至開始出現(xiàn)基于虛擬駕駛技術(shù)的現(xiàn)代底盤測功機系統(tǒng)的概念。近年來以IGBT為代表的高速、大功率電力電子技術(shù)出現(xiàn)和計算機性能及控制技術(shù)的快速發(fā)展，使交流變頻底盤測功機成為底盤測功機研發(fā)的主趨勢。鑒于此，本文在研究交流異步

2、電機直接轉(zhuǎn)矩控制和三相PWM整流器基礎(chǔ)上構(gòu)造實現(xiàn)饋能式交流底盤測功機直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC，direct torque control）系統(tǒng)。
　　 為了實現(xiàn)整車路試和臺試兩種測試方式的等效，分別建立在道路測試和在底盤測功機上行駛動力學模型，對比兩種模型建立在底盤測功機上行駛的阻力加載模型，補償?shù)妆P裝置的阻力加載。在此基礎(chǔ)上，研究了基于虛擬駕駛的整車性能試驗系統(tǒng)，實現(xiàn)了整車加速、制動的動態(tài)過程模擬，論證基于虛擬駕駛的現(xiàn)代底盤測功機

3、系統(tǒng)可行性。在阻力加載中，為了實現(xiàn)無級慣性阻力模擬采用電模擬方式模擬慣性加載。其次，為克服當前電慣性模擬方式中的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)滯后、轉(zhuǎn)矩脈動等問題，電機主控制系統(tǒng)中采用“交-直-交”控制方式，分為電網(wǎng)側(cè)控制系統(tǒng)和電機側(cè)控制系統(tǒng)。網(wǎng)側(cè)電壓源型變流器（VSR，voltage source rectifier）采用定子電壓矢量定向控制的空間矢量PWM（SVPWM，space vector PWM）技術(shù)，通過雙閉環(huán)、解耦和前饋控制策略實現(xiàn)網(wǎng)側(cè)電流控制

4、和能量回饋。電機側(cè)VSR變流器采用轉(zhuǎn)矩預測的DTC控制技術(shù)，選擇SVPWM作為轉(zhuǎn)矩控制的調(diào)制策略。
　　 在以上分析研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合底盤測功機系統(tǒng)傳動理論，構(gòu)建系統(tǒng)電氣傳動模型，對底盤測功機的整體性能進行仿真分析。在仿真過程中，研究了底盤測功機的能量雙向流動機制和單位功率因數(shù)的PWM變流技術(shù)的可行性。此外，分析了底盤測功機系統(tǒng)在空載和加載兩種狀態(tài)下的速度響應(yīng)和轉(zhuǎn)矩響應(yīng)情況。分析結(jié)果表明可以系統(tǒng)在不同的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速需求下，都可以在

5、保持單位功率因素下實現(xiàn)快速的靜態(tài)和動態(tài)響應(yīng)。
　　 最后，結(jié)合先進測試技術(shù)，完成系統(tǒng)設(shè)計。軟件利用LabVIEW作為系統(tǒng)平臺，采用多線程的設(shè)計思路，實現(xiàn)電機主控制系統(tǒng)的相關(guān)算法，設(shè)計整車性能試驗的測試系統(tǒng)，給出測試主界面。硬件采用NI高速采集卡和控制器及智能功率模塊（IPM，intelligent power module），通過改進的DTC算法快速跟蹤系統(tǒng)計算轉(zhuǎn)矩值，實現(xiàn)測功機阻力轉(zhuǎn)矩的實時加載。對比計算結(jié)果與試驗實測值，表明