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混成電動機車系統動態鍵結圖分析
Thesis

混成電動機車系統動態鍵結圖分析

張正興
Masters, 國立清華大學, 動力機械工程學系
1999

Abstract

鍵結圖 馬達 直噴式引擎 傳動系統 系統動態 混成電動機車 Bond graph Motor Direct injection spark ignition engine Transmission system System dynamics Hybrid electric scooter
本研究以鍵結圖(Bond Graph)系統動態分析的理論,針對混成電動機車動力傳動系統,建立鍵結圖模型,推導統御方程式,以進行瞬態性能模擬及行車型態模糊控制模擬。 混成電動機車主系統包含:直流無刷馬達,直噴式火花點燃引擎兩種動力子系統,電池組,以及傳動變速機構。傳動變速機構包含兩段式行星齒輪,兩段式定軸齒輪,與無段變速三種。本論文分別針對各個零組件,由其物理結構,依據熱流性質、電氣特性、機械結構,以鍵結圖法構建出詳細的數學模式架構,並且利用簡化法則,合理性的化簡鍵結圖,降低系統階數,推導統御方程式組。 研究結果顯示:馬達與定軸齒輪可利用圖形化介面,直接畫出鍵結圖,求得其動態響應。鍵結圖較為複雜且具有微分因果關係(Derivative Causality)之直噴式引擎,無段變速與兩段行星齒輪變速機構,則自行撰寫程式求解。以上各鍵結圖瞬態模擬結果與實際元件操作性能相近。最後利用瞬態模擬中之穩態結果以建立圖表方式建構整車方塊圖(Block Diagram),並利用速度誤差,加速度誤差雙輸入模式,加上三角型歸屬函數進行行車型態模糊控制,並得到良好之誤差控制結果。

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