基于电机转矩的动态补偿控制策略优化方案

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：本节将基于理论分析阐述输出转矩波动产生的原因，并提出电机转矩动态补偿的控制方法，实现降低输出转矩波动的目的。因此，如何消除瞬态分量对输出转矩波动的影响，是制动器分离阶段控制策略的主要目标。

针对制动器分离阶段，从图8.6（j）和（k）的仿真结果可以发现，该过程中机电复合传动系统会产生较大的输出转矩波动，同时瞬态加速度会出现负值，进而导致较大的车辆冲击。本节将基于理论分析阐述输出转矩波动产生的原因，并提出电机转矩动态补偿的控制方法，实现降低输出转矩波动的目的。

8.3.2.1　稳态输出转矩

由于机电复合传动系统模式切换过程的操纵时序是先接合离合器，然后再分离制动器，因此当离合器锁止且制动器未开始分离时，机电复合传动系统的拓扑结构如图8.8所示。定义该模式为固定挡模式，属于EVT1模式切换到EVT2模式的过渡状态。

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图8.8　机电复合传动系统的拓扑结构

功率耦合机构在固定挡模式下转速关系式为

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ωB=－(1 ＋ K2)ωi ＋K2ωo

此时，机电复合传动系统的稳态输出转矩关系式为

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8.3.2.2　动态输出转矩

前文公式给出了机电复合传动系统在制动器分离阶段的复杂模型，忽略前述传动弹性联轴器和行星排惯量的影响，推导该过程的动态输出转矩公式为(https://www.chuimin.cn)

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对比式（8.31）和式（8.32）可以发现，制动器分离阶段的输出转矩由两个部分构成：稳态分量和瞬态分量。瞬态分量由发动机和两个电机的惯性转矩构成，是导致输出转矩波动的主要原因。因此，如何消除瞬态分量对输出转矩波动的影响，是制动器分离阶段控制策略的主要目标。

8.3.2.3　动态补偿控制策略

进一步分析输出转矩的瞬态分量可得

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由仿真结果图8.6（b）可知，制动器分离阶段发动机和电机A的转速基本保持不变，因此这里假设；另外，由于第三排齿圈的惯量 Jr3非常小，可以忽略不计，因此根据制动器分离阶段动力学方程，可得到Tr3 ≈TBK。综上所述可得

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由于电机的转矩响应特性快，控制灵敏，这里提出在发动机和电机A的控制方式不变的情况下，利用电机B对输出转矩进行动态补偿的方法，使得输出转矩瞬态分量为零，达到抑制转矩波动的目的，即

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因此，在制动器分离阶段电机B的需求转矩由能量管理策略分配的稳态转矩和切换过程中的控制转矩构成，即