电动平板车防滑的研究

张宇 王大江 王金祥 冯扶民

摘 要：针对目前传统的柴油动力平板车无法满足绿色环保的要求，我公司主持研制了30T电动平板车，本文对我生产的30T电动平板车的防滑进行了研究，对其滑转率进行了分析，在分析的基础上进行了程序数学建模，并进行了大量的实验，当出现滑转时，对其进行扭矩控制，有效的解决了电机滑转率偏高的问题，取得了较好的效果。

关键词：防滑;滑转率;扭矩控制

中图分类号：U469.72 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）14-0065-02

1 综述

随着国家绿色环保的要求越来越高，传统的柴油动力的平板车因为受到燃油排放的要求及国家对环境的要求，已经不能满足目前的需求，我公司研制生产了电驱动的30T电动平板车，解决了对环境造成污染的问题，节能环保，取得了很好的效果，如图1所示。

2 30T电动平板车主要组成

電动平板车主要由柴油发电机组（当电池没电时，为电池充电）、油泵电机（实现转向和升降功能）、电池组（整机动力）、轮边电机和减速机及整车的控制系统等组成，见图2。

30T电动平板车驱动行走系统采用8台10KW的永磁同步电机实现走行功能，其电机最高转速可以达到4500rpm;其额定转速为3100rpm;其额定扭矩为250Nm;其峰值功率为60KW;电机的来源为电池组，当电池组电池管理系统BMS报出电量低的信息后，车辆自由的柴油发电机组开始为电池组充电，这样避免车辆停下来等待充电的时间，此设计为增程式设计。

3 车辆滑转现象分析

由于永磁同步电机控制的非线性，电机在驱动负载时，负载的扰动、电机运行过程中转子绕组的温升，可能会造成转子退磁现象，电机的参数会发生变化，传统PID控制方法很难达到系统的要求。

车辆在行驶过程中，考虑到电机的制造误差，电机的参数不能完全相同，而且车辆在行驶中，要考虑到电机因为车辆转向及各种模式进行转弯等工况的存在，电机会设计差速;车辆在行驶中，会遇到上坡，坡道行驶，转弯行驶，下坡行驶等工况，进而我们在实际监测发现，电机会出现打滑现象;

我们以电机的正常行驶工况为分析，当两个电机中的任意一个电机速度超出平均值后，即认为其出现打滑现象;行驶的时间中出现打滑的时间占比，即为滑转率;如图3和图4所示，为我司生产的电动平板车场内测试出现的滑转率监测;

当电机出现大面积滑转时，将会严重影响车辆的性能，车辆将不能正常行驶，不能满足运输功能。

4 滑转解决方案

4.1 建立数学模型

针对上述情况，我们提出监测滑转率，并在适当的时候，限制滑转率过大的轮组的驱动扭矩，并在实践中进行检验。

本文从数学的角度，进行数学建模，当出现滑转率偏大的时候，对其扭矩进行电子检测和控制;建立了数学模型如图5所示。

4.2 实际效果

在测试电气控制程序模块中增加了上述滑转率模块，效果良好，如图6所示。

以6号电机实际测试数据为：滑转率超过0.4时，电机降扭;当滑转率小于0.2时，电机响应真实电机需求。

5 结语

本文在分析了车辆出现打滑的情况下， 对其滑转率进行了分析和统计，在电气控制中增加滑转率控制模块，从计数、降扭和增扭等几个方面进行分析和数学建模，并在场内对出现滑转率面积较大的驱动电机进行了控制实验，实验证明，增加建模模后，电机滑转率明显降低，车辆性能稳定提升，满足了现场的需求，起到了较好的效果。

参考文献

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[2] 范晶晶，罗禹贡，张弦，李克强.多轴独立电驱动车辆驱动力的协调控制[J].清华大学学报（自然科学版），2011，51（4）：478-481.

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