[发明专利]一种履带车辆电传动系统并行实时仿真系统

说明书

技术领域：

本发明涉及一种履带车辆电传动系统并行实时仿真系统，用于电传动履带车辆动力性能仿真分析，电传动系统建模仿真。

背景技术：

电传动履带车辆具有非常复杂的多变量、非线性动力学特征，涉及机械、控制、电子等不同的领域，因此需要运用接口技术将各自领域建立的模型集成到一个系统模型中以共同完成仿真。电机驱动系统是履带车辆的核心部件，其控制特性直接影响车辆的动力性能。当前有一些关于电传动履带车辆联合仿真的文献，其中《电传动履带车辆驱动系统匹配分析》和《履带车辆感应电机驱动系统匹配理论》对双电机驱动的履带车辆直驶和转向工况的稳态动力需求和传动系统的部件匹配方法进行了研究，但并没有结合双侧驱动电机系统的控制特性对车辆转向过程中的瞬态动力性能进行分析。《电传动履带车辆动力性能协同仿真与实验研究》、《基于Matlab与RecurDyn的电传动履带车辆的联合仿真》和《基于RecurDyn和Simulink的电传动车辆转矩控制策略》结合运用多体动力学软件和MATLAB/Simulink进行了驱动系统联合建模协同离线仿真，对动力学进行了简单的分析，由于仿真速度缓慢，对电机驱动控制系统模型、发动机-发电机系统模型和动力电池组模型进行了简化，因此电机驱动系统动态性能对车辆动态动力性能的影响没有考虑，无法对双电机驱动系统的特性对动力学的影响、动力和能量分配激励、多能源能量流的有效管理进行深入研究。《基于转矩控制策略的电传动履带车辆驱动特性研究》和《电传动履带车辆双侧驱动转速调节控制策略》对双侧电机驱动系统的控制策略进行了建模仿真和性能分析，但都忽略了电机及其控制策略的动态数学模型，因此不能对双侧电机驱动系统的转矩进行合理分配。

针对以上存在的问题，本发明通过实时仿真平台RT-LAB，利用多体动力学软件RecurDyn和控制系统分析软件MATLAB/Simulink建立电传动系统动态系统数学模型，进行车辆动力学的实时动态仿真。

发明内容：

本发明的目的就是针对上述文献涉及的仿真系统无法实现动态实时快速仿真的需求，设计出一种履带车辆电传动系统的并行实时仿真系统。该发明可以实现电传动履带车辆的实时快速分析，电机的动态特性对履带车辆动态动力性能的影响分析。

技术方案：一种履带车辆电传动系统的并行实时仿真系统包括驾驶员操控装置、电传动控制系统模型和履带车辆多体动力学虚拟样机模型，如附图1所示。

其中，驾驶员操控装置包括加速踏板、制动踏板、电子挡位和方向盘。

电传动控制系统16如附图2所示，组成包括：驾驶员操控装置1、加速踏板及其位移传感器2、制动踏板及其位移传感器3、、电子档位采集单元4、方向盘及其角位移传感器5、实时仿真平台RT-LAB下的采集板6、DC-DC变换器模型7、动力电池组模型8、发动机-发电机模型9、整车综合控制器模型10、AC-DC变换器模型11、左侧电机及其控制系统模型12、右侧电机及其控制系统模型13、实时仿真平台RT-LAB下的CAN卡14和网线15。

履带车辆多体动力学虚拟样机模型如图3和图4所示，包括：车身16、行驶系17a和17b、路面37，行驶系17a包括拖带轮18a、拖带轮19a、拖带轮20a、主动轮21a、限制器22a、限制器23a、限制器24a、限制器25a、限制器26a、限制器27a、诱导轮28a、减震器29a、平衡肘30a、平衡肘31a、平衡肘32a、平衡肘33a、平衡肘34a、平衡肘35a、减震器36a、地面37、负重轮38a、负重轮39a、负重轮40a、负重轮41a、负重轮42a、负重轮43a、履带板44a。

电传动控制系统模型的连接方式为：