複雜機電系統多領域約束模型耦合關係與求解算法研究

《複雜機電系統多領域約束模型耦合關係與求解算法研究》是依託杭州電子科技大學，由劉婷婷擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：複雜機電系統多領域約束模型耦合關係與求解算法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：劉婷婷
• 依託單位：杭州電子科技大學

項目摘要

本項目主要研究在多領域統一框架下，複雜機電產品仿真最佳化模型統一約束表達及求解過程中的關鍵理論。在研究複雜機電產品的設計和分析過程的基礎上，採用統一約束的複雜系統建模方法，針對多領域物理系統，分別建立機械、電子、液壓、控制等領域系統的模型單元庫，利用物理-數學模型的映射機制，建立複雜機電產品多領域仿真最佳化模型；研究複雜系統多領域約束模型的耦合關係，對統一約束表達模型進行參數靈敏度分析並縮小約束規模；採用全局綜合滿意度儘量大的原則，實現基於部件級多領域約束協調，並用同倫疊代法對處理後的大規模多領域統一仿真最佳化模型進行求解，從而為複雜機電產品的CAD/CAE創新設計奠定共性理論基礎，並提供關鍵的使能技術。

結題摘要

本項目針對複雜機電系統，在多領域統一框架下研究其仿真模型和最佳化求解過程中的關鍵理論。針對多領域物理系統，分別建立機械、電子、控制等領域系統的模型單元，利用物理-數學模型的映射機制，建立複雜機電產品仿真最佳化模型，研究系統的耦合關係及各領域組件模型的非因果表達及可重用機制。針對機械系統中常用的永磁同步電機驅動系統，建立基於矢量控制的永磁同步電機驅動系統模型，設計了一種過調製控制策略，以提高逆變器直流母線電壓利用率為目的，用電壓零矢量作用時間來判斷過調製的區域，將這種過調製算法套用於永磁同步電機驅動控制系統的弱磁運行區域中，擴展了電機的穩態弱磁運行區域，增大電機弱磁運行時的輸出轉矩和功率，並對由過調製引入的電流諧波對電機運行性能的影響進行了分析。通過對驅動系統進行仿真試驗，驗證控制策略的正確性，並討論了因過調製引起的電機轉矩脈動與電流諧波反饋對於逆變器輸出電壓諧波的影響。實現永磁同步電機驅動系統在同一平台上各領域系統模型的耦合。