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使用前馈解耦控制车辆中的 DPPS

王超

为解决车辆内部空间与用电需求的矛盾，提出双机并联动力系统（DPPS）。然而，同时控制两种不同类型发电机之间的电压和平衡输出功率是很困难的。因此，前馈控制已被开发来实现两台发电机的目标电流的解耦，并且比例积分微分（PID）控制器（其稳定性正在讨论）也被设计为跟踪期望值。在DDPS结构分析的基础上，在MATLAB/Simulink中建立仿真模型，证明了该方案的初步可行性，为实际系统提供参考。最后进行了基准电压、发动机转速、负载动态变化的台架试验，验证所提出方法的有效性。结果表明，可以实现DPPS中两台发电机输出电压和电流比的同步控制。发电机作为车辆供电系统中的重要电源，也是可主动控制的主要部件(Denton，2013；Athani等，2016；Ayaz和Erkan，2016)。由于发电机的转子由发动机驱动，因此发电机的性能对车辆的经济性影响很大（Adhikari等，2010；Ji等，2016）。近年来，车辆的电力需求比以前大得多。仅提高单台发电机的功率，会遇到成本增加等棘手问题。除了，车辆内部空间的限制与发电机功率的提高之间存在矛盾，因为额定/最大功率始终与其体积成正比，即功率越大，尺寸越大。多发电机并联电力系统被认为是一种有效的解决方案（Cao，2016）。不仅可以扩大供电容量，而且与相同额定/最大功率的单台发电机相比，可以减小体积。事实上，多机并联电力系统以其灵活性和冗余性已成功应用于航空航天和船舶工业。在汽车行业，博世提出了基于主机结构的车载电网多发电机协调运行方法。其基本思想是采用高性能发电机和具有LIN通信功能的调节器。输出功率的计算公式为
中央控制器通过检测每台发电机的电力负载来实现平衡目标（Bosch, Inc., 2014）。宝马也开发了具有类似功能的调节器。本研究工作开发了双发电机并联电力系统（DPPS），该系统利用两台不同的小容量发电机并联供电。事实上，DPPS有两个控制目标：输出电压和两台发电机之间的电流比。传统的车用发电机控制方法主要通过调节器发挥作用(Unutulmaz and Lale, 2013; Blaga and Norbert, 2014; Scacchioli et al., 2014)。发电机一旦开始发电，即进入自励磁阶段，输出电压固定。因此，输出电压的调整无法以动态方式完成（Hwu 和 Yu，2016）。此外，即使是相同的发电机，在制造过程中内部参数仍然不一致，这可能会导致输出功率不平衡。因此，在大多数情况下很难同时控制和平衡输出。有很多方法可以解决这个问题（Balogh，2002）。张等人。(2015)、Irving 和 Jovanovic (2000) 以及Zhang 等人。（2013）使用输出阻抗法（下垂法），这是最简单的均流方式。但对于额定功率不同的并联组件，则无法实现平衡。王等人。（2012）和刘等人。(2016)应用主从电流法。这适用于具有电压和电流控制的双闭环系统。其中一个模块被指定为主模块，另一个为从模块。从模块根据主模块的反馈信息进行自我调整，但如果主模块出现故障，整个系统将完全失控。帕诺夫和约万诺维奇 (2008) 以及吴等人。(2014)采用平均均流法。它引入了负载共享总线作为参考。该误差是通过将每个模块与负载共享总线进行比较来获得的。同样，当母线发生短路时，电压下降，导致并联电源系统出现故障。该误差是通过将每个模块与负载共享总线进行比较来获得的。同样，当母线发生短路时，电压下降，导致并联电源系统出现故障。该误差是通过将每个模块与负载共享总线进行比较来获得的。同样，当母线发生短路时，电压下降，导致并联电源系统出现故障。