如何稳定实现机电复合传动的工作模式切换？

针对机电复合传动的多种工作模式，本章开展了模式切换稳定性分析与研究工作：

（1）在考虑弹性联轴器的刚度和阻尼的前提下，分别建立了机电驱动到机械驱动、机电驱动到纯电驱动以及机械驱动到纯电驱动模式切换过程中的线性时不变动力学方程，在此基础上推导切换过程的状态空间表达式，并基于李雅普诺夫定理分析了系统矩阵的特征值分布及其稳定性特征。仿真结果表明：当车辆采用机电复合传动方案后，机电驱动模式、机械驱动模式与纯电驱动模式间的模式切换可以实现平滑过渡，使车辆在模式切换前后不发生失稳现象，同时保持良好的驱动性能。(www.xing528.com)

（2）针对空挡到停车发电模式切换过程，通过细化具有全程调速特性的发动机转矩动态方程，将机电复合传动描述成一个典型的非线性时变系统。采用局部线性化的方法推导该非线性时变系统的雅可比矩阵，通过分析发现，模式切换过程的稳定性不受前述传动模型中刚度和阻尼参数的影响，因此在停车发电模式下将系统简化为“发动机-齿轮副-发电机组”模型。

（3）为了解决线性化失效时李雅普诺夫定理无法判定平衡点稳定性的问题，基于中心流形定理推导了空挡到停车发电模式切换过程的稳定域。通过稳定性影响因素分析发现，在发动机初始工作转速小于1 500 r/min，给定发电机载荷较大以及阶跃载荷上升时间较快的情况下，机电复合传动在模式切换过程中会出现失稳现象，表现为发动机停机。基于稳定性影响因素的分析结果，提出了机电复合传动控制失稳的技术措施：采用上调发动机初始工作转速、降低发电机给定转矩或者延长发电机转矩响应时间的方法，能够有效地避免模式切换失稳现象的发生，保证模式切换的稳定性；通过延长发电机转矩响应时间常数和制动器的缓冲时间常数，可降低发动机和发电机轴上的动载荷，进而改善系统工作的平顺性。