Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса, цель и задачи исследования 10
1.1. Обзор существующих принципов и законов управления комбинированной энергоустановки. Структуры КЭУ 10
1.1.1. Структуры КЭУ и компоновки КЭУ 10
1.1.2. Принципы и законы управления КЭУ 16
1.2. Структура КЭУ и МПСУ. Функции МПСУ 20
1.3.Датчики и исполнительные механизмы 28
1.3.1. Датчики МПСУ КЭУ 28
1.3.2. Исполнительные механизмы МПСУ КЭУ 29
1.4. Алгоритм управления КЭУ 30
1.4.1. Назначение и функции алгоритма управления КЭУ 30
1.4.2. Информационная структура алгоритма управления КЭУ. 31
1.4.3. Функциональная структура алгоритма управления КЭУ 32
1.4.4. Блок-схема АУ КЭУ. Ее описание 32
1.5. Проверка функционирования алгоритма управления в различных режимах движения на ПК 42
1.6. Расчет оптимальных значений передаточных чисел двухступенчатого редуктора 46
1.7 Цели и задачи исследования 49
Глава 2 Исследование оптимальных параметров закона управления КЭУ ЭМ 51
2.1. Расчет оптимальных параметров закона управления КЭУ ЭМ 51
2.2 Влияние эксплуатационных факторов на алгоритм управления КЭУ ...59
2.3 Алгоритм управления дроссельной заслонкой 65
2.4 Алгоритм управления тяговым электроприводом ЭМ с КЭУ 72
2.5 Расчет остаточной емкости АБ 75
2.5.1 Математическая модель для определения остаточной разрядной емкости свинцово-кислотных аккумуляторных батарей 76
2.5.2 Анализ применимости методов параметрической идентификации по временным динамическим характеристикам аккумуляторных батарей...78
2.5.3 Анализ точности идентификации параметров аккумуляторных батарей и разработка методов ее повышения 82
2.5.4 Алгоритм расчета точности диагностических параметров 102
2.5.5 Экспериментальные исследования 105
2.5.6 Программа идентификации аккумуляторных батарей, используемая для определения остаточной емкости 120
2.5.7. Разработка технических средств алгоритма и программного обеспечения микропроцессорного устройства контроля степени заряженности АБ 123
2.5.8. Разработка алгоритма контроля степени заряженности АБ 126
2.6. Выводы к разделу 2 130
Глава 3. Структура макета МПСУ. Выбор элементной базы 132
3.1. Микропроцессорный блок управления системы автоматического управления двигателем внутреннего сгорания электромобиля с КЭУ 132
3.1.1. Технические требования к микропроцессорному блоку управления ... 134
3.1.2. Функция микропроцессорного блока управления 134
3.1.3. Операции, выполняемые микропроцессорным блоком управления... 135
3.1.4. Элементная база микропроцессорного блока управления 136
3.1.2. Принципы построения и структура микропроцессорного блока обработки информации 136
3.2. Регулятор мощности тягового электродвигателя 143
3.3 Выводы по главе 3 144
Глава 4. Анализ результатов экспериментальных исследований и эффективности применения разработанной микропроцессорной системы управления 146
4.1 Испытание алгоритма управления КЭУ. Испытание электродвигателыюго исполнительного механизма управления дроссельной заслонкой 146
4.2. Испытания электродвигательного ИМ 152
4.3.Стратегия управления ЭМ с КЭУ 155
4.4. Выводы по главе 4 163
Общие выводы 166
Заключение 168
Список использованной литературы
- Структура КЭУ и МПСУ. Функции МПСУ
- Влияние эксплуатационных факторов на алгоритм управления КЭУ
- Технические требования к микропроцессорному блоку управления
- Испытание алгоритма управления КЭУ. Испытание электродвигателыюго исполнительного механизма управления дроссельной заслонкой
Введение к работе
Наличие в комбинированных энергетических установках (КЭУ) электромобилей (ЭМ) достаточно большого числа контролируемых параметров и независимо связанных исполнительных механизмов, а также необходимость реализации оптимизированных законов управления, требует применения средств вычислительной техники - бортового микропроцессорного счетно-управляющего устройства.
В результате работы были исследованы и разработаны алгоритмы функционирования такого устройства.
Технические требования к микропроцессорной системе управления, а также к датчикам, исполнительным механизмам определялись в результате расчетов на математической модели и стендовых испытаний физической модели.
Применение комбинированной энергетической установки, управляемой микропроцессорной системой, позволит эффективно аккумулировать и использовать кинетическую энергию электромобиля и избыток мощности ДВС, что обеспечит наилучшее распределение потоков энергии от ДВС и системы электротяги.
Проблемы уменьшения потребности страны и светлых нефтепродуктах и предохранения окружающей среды от загрязнений авиатранспортом приобретают в последние годы все большее народнохозяйственное значение. Это обстоятельство и определяет необходимость проведения работ, направленных на уменьшение удельных расходов топлива автотранспортом, снижение токсичности отработавших газов ДВС, создание экологически «чистых» транспортных средств. Предпринятые попытки широкого внедрения для целей решения внутригородских транспортных задач ЭМ не дали желаемого результата. Это связано, в основном, с ограниченностью запаса хода ЭМ от одной зарядки ТАБ из-за их низкой энергоемкости используемых химических источников тока.
Стремление ограничить зону работы ДВС автомобиля, с целью обеспечения наиболее экономичных режимов, с точки зрения расхода топлива и токсичности отработанных газов, с одной стороны, и стремление увеличить запас хода ЭМ при одновременном уменьшении массы АБ, с другой стороны, привели к так называемым, ЭМ с гибридным приводом.
ЭМ с КЭУ (гибридный ЭМ) - это транспортное средство, в котором для создания силы тяги используются два или несколько различных источников энергии,
ЭМ с КЭУ, в состав которых входят два источника энергии - ДВС и АБ, являются наиболее предпочтительными и наиболее известными. Исследования ЭМ с КЭУ выполненные с такими источниками энергии проводились и проводятся во многих странах различными фирмами (Toyota, Honda, Ford, Lucas Chloride EV System, General Electric, FIAT, Volkswagen A.G., Briggs & Stratton и др.).
ЭМ с КЭУ как и «чистые» ЭМ разрабатываются в основном на базе серийно выпускаемых автомобилей. Однако встречаются и оригинальные конструкции. Например, легковой ЭМ с КЭУ фирмы Briggs & Stratton (США) [4] который, в связи с расположением АБ в задней части кузова, имеет две задние оси, одна из которых ведущая. Полные массы проектируемых ЭМ с КЭУ лежат в широких пределах от 20000 кг - у автобуса на 99 пассажиров фирмы FIAT до 1360 кг - у легкового 4-х местного автомобиля Electro Austin А 40 (ФРГ) [42] ЭМ с КЭУ полной массой до 2000 - 2500 кг оснащается обычно карбюраторными ДВС, а свыше - дизельными. Мощность ДВС и ТЭД колеблется в широком диапазоне, что определяется как массой ЭМ так и структурой КЭУ и алгоритмом ее работы.
Большинство ЭМ с КЭУ оснащаются свинцово-кислотными батареями (кроме автобуса FIAT [41], оснащенного кадмий никелевой АБ), отношение массы которых к полной массе ЭМ составляет 0,1 - 0,17, и в некоторых случаях достигающее 0,3 (Briggs & Stratton)[40].
Наличие в КЭУ большого числа объектов управления, а значит, контролируемых и управляющих сигналов, исполнительных механизмов и органов управления, с одной стороны, и необходимость реализации оптимальных законов управления, с другой стороны, приводит к большому усложнению системы управления КЭУ.
Для решения указанных задач управления КЭУ в последнее время применяют специальные счетно-управляющие устройства на базе микропроцессорной техники. Фирмой General Electric (США) по заказу Департамента энергетики создан легковой 5-й местный ЭМ с КЭУ HTV-1 полной массой 2100 кг по параллельной структурной схеме. Функции контроля и управления КЭУ выполняются сдвоенным микрокомпьютером Intel 8086. выполняемые функции заключаются:
- в выборе режима работы КЭУ в функции задаваемой водителем
мощности, скорости движения ЭМ и степени разряженности АБ;
в управлении совместной работой ДВС и ТЭД;
в управлении муфтой сцепления ДВС;
- в управлении переключением трехступенчатой автоматической
коробкой передач;
в расчете оптимального момента подключения ДВС в зависимости от степени разряженности ТАБ и температуры электролита;
в регулировании и стабилизации тока заряда АБ;
в диагностике системы управления;
в информации водителя о работе и параметрах ЭМ.
Стратегией управления данным ЭМ является сведение к минимуму потребления бензина при соответствующей производительности. Опытный образец ЭМ WTV-1 потребляет жидкого топлива на 44% меньше, чем соответствующий автомобиль [35].
В РФ были предприняты попытки создания ЭМ с КЭУ, выполненные как по параллельной, так и по последовательной структурной схемам.
Автобусы, выполненные по последовательной схеме, не принесли ожидаемого эффекта.
Микроавтобус с КЭУ, выполненный на базе микроавтобуса РАФ при испытаниях в цикле НАМИ-2 обеспечивал экономию топлива в размере 27-30%.
Основной задачей исследования являлось создание МП системы управления приводом ЭМ с КЭУ, требующее глубокого анализа и оптимизацию параметров КЭУ, разработки и экспериментальной проверки алгоритмов управления. Основными методами исследования были выбраны методы математического моделирования физических объектов, их многократного анализа и оптимизации, дополняемые физическим моделированием и экспериментальными стендовыми исследованиями.
С этой целью разработана математическая модель имитации движения ЭМ с КЭУ в цикле с предварительным расчетам характеристик ЭМ. Эффективность ЭМ с КЭУ оценивается по разряду показателей, рассчитываемых в модели: нулевому расходу топлива, удельному расходу электроэнергии, суммарным энергетическим затратам, себестоимости выполненной транспортной работы, запасу хода ЭМ без дополнительной подзарядки АБ.
Оптимизация параметров КЭУ проводилась при помощи математической модели оптимизации и модели планирования многофакторного эксперимента. В основе этих моделей лежит модель имитации движения ЭМ. Варьирование факторов осуществляется на основе теории планирования эксперимента.
Физическое моделирование при исследовании факторов определяющих алгоритм управления КЭУ, а также исследованиях и отладке алгоритма управления производилось на испытательном комплексе для исследования энергетических установок транспортных средств. В состав комплекса входят силовые установки КЭУ, элементы имитации нагрузки и управляющий комплекс.
В нашей стране, начиная с 70 годов, был проведен ряд теоретических и практических работ направленных на исследование КЭУ и создания эффективных ЭМ с КЭУ, Результатом этого явилась защита ряда диссертационных работ, а не создание, к сожалению, эффективного, а может быть просто работоспособного и дающего экономию топлива ЭМ с КЭУ. За исключением, может быть, работ филиала ВНИПТИ, в результате которых были созданы образцы ЭМ с КЭУ на базе микроавтобуса РАФ, которые соответствовали предъявленным требованиям, но из-за сложности управления ими и реализации наилучших режимов работы внедрения не получил.
Все предшествующие исследования проводились применительно к КЭУ последовательной структуры. Основными посылками при этом было то, что таким КЭУ не присуща механическая сложность трансмиссии и у них есть теоретическая возможность достижения запасов хода таких же как у автомобилей. В работах исследовано множество аспектов эффективности, проектирования ЭМ с КЭУ, разработаны методики расчетов и выбора параметра КЭЖУ, проведены исследования аккумуляторных батарей, режимов движения ЭМ. Однако однозначного ответа на вопрос: можно ли сейчас создать эффективный ЭМ с КЭУ и каким он должен быть, они не дают. Результатом этого и явилось то, что созданные образцы ЭМ с КЭУ последовательной структуры (ЛАЗ 4202 КЭУ, ЭМ созданные ЕрЛИ и НАМИ) не дали ожидаемой экономии топлива, а в некоторых случаях имели и перерасход по сравнению с аналогичными автомобилями.
Структура КЭУ и МПСУ. Функции МПСУ
Как видно из предыдущего подраздела, законы управления во многом определяются структурной схемой КЭУ. Поэтому первоначально рассмотрим структуру базовой КЭУ, для которой велись разработки МПСУ.
Учитывая более весомые преимущества КЭУ, выполненной по параллельной структуре, в качестве базового образца была выбрана КЭУ с компоновкой, представленной на рис. 1.4.
Схема базовой КЭУ представлена на рис. 1.6.
Двигатель внутреннего сгорания расположен с автоматическим двухступенчатым редуктором, выходной вал которого соединен с главной передачей при помощи карданной передачи.
Между выходным валом редуктора и валом ДВС располагается муфта сцепления, предназначенная для длительного отсоединения вала ДВС от трансмиссии ЭМ.
Входной вал редуктора соединяется также с одноступенчатой зубчатой передачей, состоящей из конических шестеренок. При помощи этой передачи редуктор соединяется с валом ТЭД.
Источником электроэнергии для ТЭД служит АБ, подающая питание через систему управления ТЭД. Система управления выполнена с использованием полупроводниковых приборов.
Функционально МПСУ, структурная схема которой представлена на рис. 1.7, предназначена для выполнения следующих операций (формирования и подачи сигнала исполнительным органам) в соответствии с заданным алгоритмом: - контроль параметров, задаваемых водителем; - контроль параметров ТЭД ЭМ и температуры электролита тяговой АБ; управление переключением передач автоматического двухступенчатого редуктора; - пуск ДВС при разгоне и его остановка во время стоянки и торможения; - отключение подачи топлива в ДВС при торможении и стоянке; - подсоединение и отсоединение вала ДВС к трансмиссии (включение и выключение муфты сцепления); - управление выходной мощностью ДВС путем изменения угла открытия дроссельной заслонки через специальный исполнительный механизм; - управление выходной мощностью ТЭД через его систему управления в режиме тяги; - управление мощностью ТЭД при рекуперативном торможении; - контроль расхода и возврата энергии АБ и расчет степени заряженности АБ; - управление зарядом АБ при движении ЭМ с постоянной скоростью (определение необходимости такого заряда по степени заряженности АБ и регулирование тока заряда); - определение расхода энергии АБ и остаточного запаса хода ЭМ. В качестве информационных сигналов МПСУ выдает водителю: - значение скорости движения ЭМ; - величину пройденного пути; - величину остаточного запаса хода ЭМ; - состояние автоматического редуктора (включена 1-ая либо 2-ая передача); - состояние муфты сцепления (включена, выключена); - значение температуры электролита.
Для обеспечения операций управления и контроля работы КЭУ микропроцессорное счетно-решающее устройство выполняет следующие функции: - расчет скорости движения ЭМ по угловой скорости вращения выходного вала редуктора; - расчет ускорения ЭМ; - расчет пройденного ЭМ пути; - расчет мощности ДВС по разрешению во впускном трубопроводе и угловой скорости вращения коленчатого вала ДВС; - расчет требуемой мощности ТЭД по мощности, задаваемой водителем и мощности ДВС; - формирование сигнала на включение муфты сцепления (соединение вала ДВС с трансмиссией) для запуска ДВС после достижения заданной скорости; - расчет скорости подключения ДВС по степени заряженности АБ; - расчет степени заряженности АБ; - выбор момента переключения передач автоматического редуктора и выдача команды исполнительным механизмом; - расчет мощности ДВС при движении ЭМ с установившейся скоростью для поддержания заданного режима заряда АБ в зависимости от степени ее разряженности и регулирование мощности ТЭД в заданном режиме; - управление мощностью ТЭД при рекуперативном торможении; - отключение подачи топлива при торможении ЭМ, если угловая скорость вращения вала ДВС не меньше заданного уровня; - отключение подачи топлива (при температуре охлаждающей жидкости более 65С) при стоянке ЭМ;
Влияние эксплуатационных факторов на алгоритм управления КЭУ
Важным этапом при разработке алгоритма управления комбинированной установкой электромобиля является оптимизация режима совместной работы ТЭД и ДВС с целью наиболее эффективного использования энергии аккумуляторных батарей и жидкого топлива. Для разрабатываемого варианта КЭУ характер совместной работы ее силовых агрегатов определяется четырьмя параметрами регулирования; 1. Скорость подключения ДВС (Vp, м/с). 2. Угловая скорость вращения входного вала автоматического редуктора в момент переключения передач (topli2, рад/с). 3. Доля мощности ДВС в отработке нагрузки при разгоне (К0). 4. Доля мощности ДВС в отработке нагрузки при установившемся движении (Koi).
В силу управляемости этих параметров зависимость их значений, как от выполняемой транспортной задачи, так и от конкретных условий движения определит закон управления КЭУ ЭМ.
Задача оптимизации параметров закона управления, как всякая подобная, предполагает выбор определенного критерия. В данном исследовании таким критерием являлась топливная экономичность электромобиля.
Уровень путевого расхода топлива ЭМ с КЭУ при постоянной массе аккумуляторной батареи определяется интенсивностью использования энергии АБ. Интенсивность эта определяет и величину запаса хода электромобиля. Уменьшение расхода топлива за счет увеличения удельного расхода электроэнергии неизбежно вызовет снижение запаса хода. По этой причине оптимизации проводилась как минимизация путевого расхода топлива при поддержании величины запаса хода равной заданной.
С целью выяснения характера влияния на выбранный критерий, оценки значимостей этого влияния, выявления независимых и коррелирующих факторов, по выделенным четырем параметрам был проведен полный факторный эксперимент. В табл. 2,1. представлены значения факторов, соответствующие различным уровням, и интервалы варьирования.
После обработки результатов эксперимента были определены значимости влияния факторов и их взаимодействий на критерии. В табл. 2.2. показаны результаты расчета для путевого расхода топлива (нормированные значимости).
В таблице 2.2. видно, что парные эффекты проявляются только для факторов ю31,2, Vp и К0. Коэффициент участия ДВС в обработке нагрузки при установившемся движении является по отношению к этим параметрам независимым. Многочисленные расчеты показали, что для любых значений требуемого от ЭМ с КЭУ запаса хода, вне зависимости от значений co3i,2 и Vp коэффициент долевого участия ДВС при равномерном движении должен быть максимальным (k0i = 1). Это связано с тем, что уменьшение доли мощности ДВС приводит к соответственному увеличению нагрузки на ТЭД (для обеспечения заданного режима движения) и расхода энергии АБ, что вызовет снижение запаса хода. Для поддержания Lc на заданном уровне потребуется сокращение расхода электрической энергии за счет большей загруженности ДВС на разгоне, либо снижение скорости его подключения, т.е. увеличение работы ДВС в областях, неблагоприятных с точки зрения удельных расходов топлива.
Таким образом, оптимизация в комплексе требует лишь три параметра регулирования: - скорость подключения ДВС; - угловая скорость вращения входного вала АР при переключении передач; - коэффициент долевого участия ДВС на разгоне.
Заданной величине запаса хода ЭМ с КЭУ соответствует множество точек с координатами (Vp, copL3, ко), каждая из них определяет, в свою очередь, величину путевого расхода топлива. Выбор из этого множества наилучших по топливным показателям совокупностей параметров регулирования составляет суть оптимизации закона управления КЭУ ЭМ.
Исследования показали, что при фиксированных значениях Ко комбинации угловой скорости переключения передач и скорости подключения ДВС, определяющие равные значения запаса хода, давали и одинаковые величины путевого расхода топлив со (за исключением малых значений coPL2 = 200 + 250 рад/с, топливная экономичность сильно ухудшается). Это позволяет создать предположение о «параллельности» линий равного отклика расхода топлива и запаса хода ЭМ в пространстве факторов tOpL2 и VP.
Понятно, что резервом для снижения расходов топлива может служить возможное нарушение «параллельности» линий отклика, которое может иметь место лишь в трехфакторном пространстве (Vp, сорцг» ко)
Технические требования к микропроцессорному блоку управления
Объект микропроцессорной системы управления - двигатель внутреннего сгорания - характеризуется значительной инерционностью: время переходного процесса составляет единицы секунд. Это, в свою очередь. Означает, что к микропроцессорному блоку управления высоких требований по быстродействию можно не предъявлять, и позволяет использовать микропроцессор не только для реализации управляющего устройства, но и для реализации устройства сбора информации, поступающей от датчиков, и преобразование ее в цифровой код.
Система управления двигателем содержит два контура: контур стабилизации мощности и контур управления положением дроссельной заслонки. В первом контуре управляющее воздействие вырабатывается на основании обработки информации датчика скорости вращения вала двигателя (дискретный сигнал) и датчика разрежения (аналоговый сигнал). Во втором контуре управления выходной сигнал датчика положения дроссельной заслонки также является аналоговым.
Известно, что точность передачи дискретного сигнала по линии связи от источника к приемнику значительно выше, чем аналогового. Кроме того, при использовании импульсных (дискретных) сигналов намного легче (схемно и конструктивно) осуществлять коммутацию сигналов от многих источников к одному приемнику. Учитывая, что в рассматриваемой системе имеется три источника информации, удаленные от микропроцессорного блока управления, на основании изложенного выше выбираем импульсную форму передачи сигналов от датчиков к микропроцессорному блоку управления. Для ее практической реализации необходимо выходные аналоговые сигналы датчиков разрежения и положения дроссельной заслонки преобразовать с помощью аналоговых сигналов в частоту последовательности импульсов.
При использовании импульсной формы передачи сигналов на вход микропроцессорного блока управления поступают входные сигналы в виде последовательности импульсов, частота которых является мерой величины соответствующих аналоговых сигналов.
Микропроцессорный блок управления оперирует с цифровыми словами. Для того, чтобы он смог воспринимать информацию от датчиков, необходимо соответствующую последовательность импульсов преобразовать в цифровой эквивалент. Такое преобразование можно осуществить либо с помощью специального преобразователя «частота-код», либо с помощью микропроцессора программным путем. Учитывая, что в системе управления микропроцессор не очень сильно загружен, выбираем второй способ преобразования, позволяющий значительно снизить аппаратурные затраты.
Для преобразования частоты последовательности импульсов в код применяют один из двух методов: - подсчет числа импульсов за некоторый фиксированный интервал времени преобразования Тпр; - время - импульсный метод, в соответствии с которым подсчитывается число импульсов генератора эталонной частоты за интервал времени Р преобразования, кратный целому числу Тх периодов преобразуемой последовательности импульсов.
Применение того или другого метода предопределяется предъявленными к преобразователю требованиями по точности преобразования и быстродействию. Оценим быстродействие и погрешность квантования преобразователей, реализующих первый и второй метод.
При реализации первого метода преобразования число N импульсов, подсчитанных за время Т преобразования, определяется выражением: где /х - частота последовательности входных импульсов. Учитывая, что погрешность квантования соответствует единице младшего разряда преобразователя, получаем выражение для нахождения относительной погрешности квантования:
Из представленного выше видно, что погрешность квантования возрастает с уменьшением времени Т преобразования (т.е. с увеличением быстродействия) и уменьшением частоты преобразуемых импульсов fx. Из условия получения погрешности, не превышающей заданной, можно определить необходимое время преобразования. Так, например, если нижнее значение частоты преобразуемых импульсов равно 10 Гц, а относительная погрешность квантования не должна превышать 1%.
Испытание алгоритма управления КЭУ. Испытание электродвигателыюго исполнительного механизма управления дроссельной заслонкой
Объектом испытания является алгоритм управления комбинированной энергетической установкой, реализованный на ПК. Для этого был разработан макет программ. Испытания проводились с целью: - проверки правильности работы алгоритма управления в режиме «Электромобиль»; - проверки обеспечения отработки сигнала задания мощности ТЭД регулятором мощности;
Испытания проводились на стенде КЭУ. Функциональная схема и описание регулятора мощности приведены в разделе 3. Метод проведения испытаний алгоритма управления КЭУ заключается в имитации движения транспортного средства с КЭУ в режиме работы «Электромобиль».
Испытания регулятора мощности включали в себя: - прием и отработка сигнала пуска ТЭД; - прием и отработка сигналов задания мощности ТЭД различного уровня; - прием и отработка «Торможение»
В данных испытаниях управление КЭУ происходило выдачей алгоритмом управления сигнала требуемой мощности ТЭД и отработкой его регулятором мощности. Сигнал «Торможение» задавался оператором с клавиатуры дисплея и торможение осуществлялось РМ
Проверка правильности работы алгоритма заключалась в проведении на стенде контрольного цикла работы КЭУ, задаваемого ступенчатым графиком требуемой от КЭУ мощности (рис. 4.1.), представляющий собой имитацию поступающего с педали хода.
По результатам испытаний были построены зависимости мощности задания ТЭД фактической мощности ТЭД от времени (см. раздел 2), проанализировано функционирование алгоритма управления, а также определено качество регулирования при отработке РМ сигнала заданной мощности, что позволило установить следующее: - алгоритм обеспечивает требуемую логику работы МПСУ в режиме «Электромобиль». Сигнал требуемой мощности, подаваемый на РМ ТЭД, равен мощности КЭУ, при этом требуемая от ДВС мощность задается равной нулю; - контур регулирования мощности ТЭД, состоящий из платы регулятора мощности и силового широтно-импульсного преобразователя, дает статическую ошибку регулирования мощности 2 + 3 KW; - знак статической ошибки регулирования зависит от знака приращения мощности задания: при увеличении мощности - ошибка отрицательна, при уменьшении мощности - ошибка положительна; - процесс регулирования сопровождается колебаниями мгновенного значения мощности относительно среднего значения 1 1,5 KW; - время переходного процесса, т.е. время отработки сигнала задания, составило в проведенном эксперименте от 3-х до 5-ти секунд.
Проверка функционирования алгоритма в режиме КЭУ проводится при коэффициенте мощности загрузки ДВСК = 1иК = 0,5.
Контрольный цикл работы КЭУ задавался ступенчатым графиком, представленным на рис. 4.1. Отработка алгоритмом сигнала задания контролировалась с помощью дисплея, на который выводились значения Р3, ртэд рді) у сКОрОСТЬ подключения ДВС при испытаниях задавалась Vp=2,5 m/s.
Результаты испытаний показали, что алгоритм управления при работе в режиме КЭУ отрабатывается комплексом в соответствии с предполагаемым режимом работы.
При движении электромобиля до скорости подключения, вся заданная мощность отрабатывается за счет ТЭД. После подключения ДВС мощность ДВС растет соответственно внешней скоростной характеристике, при этом мощность ТЭД снижается в соответствии с ростом мощности ДВС. В случае, если мощность ДВС достигает значения заданной мощности, ТЭД отключается (30 s) для случая К = 1.
При К = 0,5 до t = 25 s мощность ДВС возрастает согласно внешней скоростной характеристике. После достижения мощности ДВС равной половине заданной мощности, мощности ДВС и ТЭД выравниваются и при дальнейшем движении составляют половину заданной величины.
Функцию исполнительного механизма (ИМ) в системе автоматического позиционирования дроссельной заслонки выполняет двигатель постоянного тока с червячным редуктором С1 (ЭМ241), используемый для привода стеклоочистителей автомобилей семейства ВАЗ.
