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針對某電動汽車動力總成懸置系統(tǒng)的穩(wěn)健性優(yōu)化問題,提出了一種電機懸置系統(tǒng)多目標(biāo)穩(wěn)健優(yōu)化方法。基于有限元法獲得了電機的d、q軸電感、永磁體磁鏈與電流的非線性關(guān)系,建立了考慮磁飽和及轉(zhuǎn)子磁場諧波影響的永磁同步電機(PMSM)的轉(zhuǎn)矩波動模型。將含有波動的轉(zhuǎn)矩作為6自由度懸置系統(tǒng)模型的激勵,得到系統(tǒng)的響應(yīng)。基于Pareto優(yōu)化原理,利用基因遺傳算法對優(yōu)化模型進行全局尋優(yōu),得到所有Pareto最優(yōu)解,并通過拉丁超立方抽樣方法找到Pareto優(yōu)解中動反力穩(wěn)健性電機定子電阻；θ為電機轉(zhuǎn)子直軸與A相定子繞組軸線的夾角（電角度）；Ψ1（id，iq）為隨d、q軸電流非線性變化的永磁體基波磁鏈；Ld（id，iq）、Lq（id，iq）分別為d軸電感和q軸電感；Ψd6k、Ψq6k（k=1，2，…）分別為定子d、q軸諧波磁鏈；ωe為電機的機械角速度。其中，θ可以通過下式計算得到：θ=∫pωedt+θ0（3）式中，θ0=120°為電機轉(zhuǎn)子初始位置電角度。式（2）中L（did，iq）、L（qid，iq）和Ψ1（id，iq）的計算方法為：建立如圖1所示的永磁同步電機Ansoft有限元模型；選擇某一運行點，計算永磁體和電樞電流共同作用下的電機磁場，保存此運行點的鐵磁材料的磁導(dǎo)率；利用該磁導(dǎo)率分別計算永磁體和電樞電流單獨作用時的電機磁場，得到此時對應(yīng)的d、q軸電感、永磁體基波磁鏈的幅值；對不同運行點進行計算，得到不同運行點的d、q軸電感、永磁體基波磁鏈，最終得到的Ψ1、Ld及Lq與id、iq的關(guān)系如圖2所示電動汽車動力總成-電動液壓滾圓機滾弧機張家港鋼管縮管機電動縮管機。由圖2可以看出，當(dāng)電流較大時，Ψ1、Ld及Lq均發(fā)生明顯畸變，說明磁飽和對電機性能有一定影響。因此，在計算電機輸出轉(zhuǎn)矩時考慮這一影響可更真實地反映電機的實際運行狀態(tài)。圖1永磁同步電機模型（可知，

轉(zhuǎn)載中國知網(wǎng)整理! www.suoguanjixie.name電機輸出扭矩在70~83N·m之間波動，這與不考慮鐵心磁飽和及轉(zhuǎn)子磁場諧波得到的恒值扭矩有很大區(qū)別，對懸置系統(tǒng)也會產(chǎn)生不同的影響。因此，考慮鐵心磁飽和及轉(zhuǎn)子磁場諧波得到的電機輸出轉(zhuǎn)矩更能反映懸置系統(tǒng)的負(fù)載狀態(tài)。圖3電機輸出轉(zhuǎn)矩3懸置系統(tǒng)模型3.1懸置系統(tǒng)動力學(xué)建模懸置系統(tǒng)由動力總成和懸置元件共同組成，其固有頻率通常在30Hz以下，大幅低于動力總成自身自由模態(tài)頻率。因此，在研究動力總成懸置系統(tǒng)的隔振特性時將動力總成簡化為6自由度剛體，將橡膠懸置元件簡化為3向正交的彈簧阻尼，建立的模型如圖4所示[5]。圖4動力總成懸置系統(tǒng)的動力學(xué)模型圖4中，G0-XYZ為定坐標(biāo)系；原點G0為動力總成質(zhì)心；1~3分別表示3個懸置安裝位置；X軸平行于水平面并指向汽車前進方向；Z軸垂直向上；Y軸平行于電機轉(zhuǎn)子軸線，方向根據(jù)右手定則確定。定義動力總成的6個自由度分別為沿X、Y、Z軸的3向平動x、y、z及繞X、Y、Z軸的轉(zhuǎn)動θx、θy、θz，則其廣義坐標(biāo)為q=[xyzθxθyθz]。利用拉格朗日方程推導(dǎo)得到動力總成系統(tǒng)的受迫振動微分方程為：Mq+Cq+Kq=Q(t)（4）式中，M為質(zhì)量矩陣；C為阻尼矩陣；K為剛度矩陣；Q（t）為系統(tǒng)受到的廣義外力矩陣。根據(jù)上述動力學(xué)方程，在測得動力總成質(zhì)量、質(zhì)心坐標(biāo)、轉(zhuǎn)動慣量以及各懸置參數(shù)之后，建立M函數(shù)求得系統(tǒng)的固有頻率和能量百分比，如表1所示。由表1可以看出，懸置系統(tǒng)的解耦程度不高，各自由度耦合非常嚴(yán)重。表1動力總成懸置系統(tǒng)各階固有頻率和振動能量為分析動力總成懸置系統(tǒng)的響應(yīng)特性，聯(lián)合Simulink模塊根據(jù)動力總成懸置系統(tǒng)動力學(xué)方程建立如圖5所示的仿真模型。圖5動力總成懸置系統(tǒng)的振動響應(yīng)仿真模型3.2懸置系統(tǒng)的振動響應(yīng)將圖2所示的電機輸電動汽車動力總成-電動液壓滾圓機滾弧機張家港鋼管縮管機電動縮管機 轉(zhuǎn)載中國知網(wǎng)整理! www.suoguanjixie.name