Метод ідентифікації моделей оптимального руху електромобіля з асинхронним електроприводом

Abstract

Запропоновано метод ідентифікації моделей руху електромобіля з асинхронним електроприводом по горизонтальному відрізку дороги, оптимальних за критерієм мінімуму електричних втрат, синтезованих з використанням математичної моделі кривої намагнічування у вигляді оберненого гіперболічного синуса, яка з високою точністю зв’язує між собою електричний струм в обмотці статора асинхронного двигуна з магнітним потоком, що створюється полем цього струму, а тому відповідає фізичним умовам реального функціонування асинхронних електричних машин, та із застосуванням варіаційного варіанта методу Лагранжа, що приводить до поля екстремалей в координатах — відносний час, відносна швидкість руху електромобіля та відносний струм в обмотці статора його приводного електродвигуна. На першому етапі реалізації запропонованого методу ідентифікації моделей оптимального руху електромобіля з асинхронним електроприводом визначаються константи, котрі мають місце у цих моделях внаслідок подвійного використання операції інтегрування в процесі їх синтезу, на другому етапі реалізації пропонується прямий алгоритм визначення швидкості електромобіля на основі моделі його динаміки, а на третьому етапі синтезується ітераційний алгоритм визначення струму, зв’язаного зі швидкістю електромобіля співвідношенням, отриманим в результаті розв’язання задачі оптимізації методом невизначених множників Лагранжа. Визначені умови, які накладаються на ітераційний процес ідентифікації моделі оптимального струму, поданого з силової акумуляторної батареї електромобіля через перетворювач постійного струму в змінний в обмотку статора приводного асинхронного електродвигуна, та умови, яким повинен задовольняти процес визначення моментів часу, коли здійснюється процес ідентифікації цієї моделі, від яких залежить точність визначення координат траєкторії оптимального руху електромобіля.

There has been proposed the method of motion models identification of an electric car with a traction induction motor by horizontal road segment, optimal by the criterion of the minimum of electric losses, synthesized using a mathematical model of the magnetization curve in the form of an inverted hyperbolic sine, which with high precision binds the current in the stator winding of an induction motor with a magnetic flux created by the field of this current and therefore corresponds to the physical conditions of the actual operation of induction electric machines, and using Lagrange variational method option that leads to the field extremals in coordinates relative time, relative speed and relative electric current in the drive motor's stator winding. At the first stage of implementation of the proposed method of motion models identification of an electric car with a traction induction drive, the constants that occur in these models due to the use of two integration operations in the process of their synthesis are determined. In the second stage of implementation, we propose a direct algorithm for determining the velocity of an electric car based on its dynamics model, and in the third stage, synthesized an iterative algorithm for determining the current associated with the velocity of an electric car by the ratio obtained as a result of solving the optimization problem by the method of indefinite Lagrange multipliers. The defined conditions that are imposed on the iterative process of optimal current model identification are dete rmined, supplied from an electric car battery through the DC to AC converter in the traction induction motor stator winding and the conditions which must satisfy the process of determining the moments of time at which the identification process of this model is carried out, on which the accuracy of determining the electric car optimal movement trajectory coord inates depends.

Предложен метод идентификации моделей движения электромобиля с асинхронным электроприводом по гори- зонтальному отрезку дороги, оптимальных по критерию минимума электрических потерь, синтезированных с использованием математической модели кривой намагничивания в виде обратного гиперболического синуса, ко- торая с высокой точностью связывает между собой электрический ток в обмотке статора асинхронного двига- теля с магнитным потоком, который создается полем этого тока, а потому отвечает физическим условиям реального функционирования асинхронных электрических машин, и с применением вариационного варианта мето- да Лагранжа, что приводит к полю экстремалов в координатах — относительное время, относительная скорость движения электромобиля и относительный ток в обмотке статора его приводного электродвигателя. На первом этапе реализации предложенного метода идентификации моделей оптимального движения элек- тромобиля с асинхронным электроприводом определяются константы, которые имеют место в этих моделях в результате использования дважды операции интегрирования в процессе их синтеза. На втором этапе реали- зации предлагается прямой метод определения скорости электромобиля на основе модели их динамики, а на третьем этапе синтезируется итерационный алгоритм определения тока, связанного со скоростью электро- мобиля соотношением, полученным в результаты решения задачи оптимизации методом неопределенных мно- жителей Лагранжа. Определены условия, налагаемые на итерационный процесс идентификации модели оптимального тока, по- даваемого с силовой аккумуляторной батареи электромобиля через преобразователь постоянного тока в пере- менный в обмотку статора приводного асинхронного электродвигателя, и условия, которым должен удовле- творять процесс определения моментов времени, когда осуществляется процесс идентификации этой модели, от которых зависит точность определения координат траектории оптимального движения электромобиля.