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針對某電動汽車動力總成懸置系統的穩健性優化問題,提出了一種電機懸置系統多目標穩健優化方法。基于有限元法獲得了電機的d、q軸電感、永磁體磁鏈與電流的非線性關系,建立了考慮磁飽和及轉子磁場諧波影響的永磁同步電機(PMSM)的轉矩波動模型。將含有波動的轉矩作為6自由度懸置系統模型的激勵,得到系統的響應。基于Pareto優化原理,利用基因遺傳算法對優化模型進行全局尋優,得到所有Pareto最優解,并通過拉丁超立方抽樣方法找到Pareto優解中動反力穩健性電機定子電阻；θ為電機轉子直軸與A相定子繞組軸線的夾角（電角度）；Ψ1（id，iq）為隨d、q軸電流非線性變化的永磁體基波磁鏈；Ld（id，iq）、Lq（id，iq）分別為d軸電感和q軸電感；Ψd6k、Ψq6k（k=1，2，…）分別為定子d、q軸諧波磁鏈；ωe為電機的機械角速度。其中，θ可以通過下式計算得到：θ=∫pωedt+θ0（3）式中，θ0=120°為電機轉子初始位置電角度。式（2）中L（did，iq）、L（qid，iq）和Ψ1（id，iq）的計算方法為：建立如圖1所示的永磁同步電機Ansoft有限元模型；選擇某一運行點，計算永磁體和電樞電流共同作用下的電機磁場，保存此運行點的鐵磁材料的磁導率；利用該磁導率分別計算永磁體和電樞電流單獨作用時的電機磁場，得到此時對應的d、q軸電感、永磁體基波磁鏈的幅值；對不同運行點進行計算，得到不同運行點的d、q軸電感、永磁體基波磁鏈，最終得到的Ψ1、Ld及Lq與id、iq的關系如圖2所示電動汽車動力總成-電動液壓滾圓機滾弧機張家港鋼管縮管機電動縮管機。由圖2可以看出，當電流較大時，Ψ1、Ld及Lq均發生明顯畸變，說明磁飽和對電機性能有一定影響。因此，在計算電機輸出轉矩時考慮這一影響可更真實地反映電機的實際運行狀態。圖1永磁同步電機模型（可知，

轉載中國知網整理! www.suoguanjixie.name電機輸出扭矩在70~83N·m之間波動，這與不考慮鐵心磁飽和及轉子磁場諧波得到的恒值扭矩有很大區別，對懸置系統也會產生不同的影響。因此，考慮鐵心磁飽和及轉子磁場諧波得到的電機輸出轉矩更能反映懸置系統的負載狀態。圖3電機輸出轉矩3懸置系統模型3.1懸置系統動力學建模懸置系統由動力總成和懸置元件共同組成，其固有頻率通常在30Hz以下，大幅低于動力總成自身自由模態頻率。因此，在研究動力總成懸置系統的隔振特性時將動力總成簡化為6自由度剛體，將橡膠懸置元件簡化為3向正交的彈簧阻尼，建立的模型如圖4所示[5]。圖4動力總成懸置系統的動力學模型圖4中，G0-XYZ為定坐標系；原點G0為動力總成質心；1~3分別表示3個懸置安裝位置；X軸平行于水平面并指向汽車前進方向；Z軸垂直向上；Y軸平行于電機轉子軸線，方向根據右手定則確定。定義動力總成的6個自由度分別為沿X、Y、Z軸的3向平動x、y、z及繞X、Y、Z軸的轉動θx、θy、θz，則其廣義坐標為q=[xyzθxθyθz]。利用拉格朗日方程推導得到動力總成系統的受迫振動微分方程為：Mq+Cq+Kq=Q(t)（4）式中，M為質量矩陣；C為阻尼矩陣；K為剛度矩陣；Q（t）為系統受到的廣義外力矩陣。根據上述動力學方程，在測得動力總成質量、質心坐標、轉動慣量以及各懸置參數之后，建立M函數求得系統的固有頻率和能量百分比，如表1所示。由表1可以看出，懸置系統的解耦程度不高，各自由度耦合非常嚴重。表1動力總成懸置系統各階固有頻率和振動能量為分析動力總成懸置系統的響應特性，聯合Simulink模塊根據動力總成懸置系統動力學方程建立如圖5所示的仿真模型。圖5動力總成懸置系統的振動響應仿真模型3.2懸置系統的振動響應將圖2所示的電機輸電動汽車動力總成-電動液壓滾圓機滾弧機張家港鋼管縮管機電動縮管機 轉載中國知網整理! www.suoguanjixie.name