考虑不对称负载的传动系统扭振特性及抑制方法

doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2025.05.010

摘要/Abstract

摘要：

双电机耦合驱动是履带车辆机电复合传动系统（electro-mechanical transmission，EMT）的常见构型，其具备输入输出耦合、传递功率高以及负载多变等特点。目前，大多数EMT扭转振动控制策略主要针对双侧激励对称工况进行设计，但该工况与实际存在较大偏差。为改善其在非对称激励下的扭转振动，首先建立该系统扭转振动模型，探究了在非对称激励下EMT双侧的振动能量耦合效应及其对系统动态行为的影响机制，并提出一种基于双回路反馈的干扰补偿方法，建立了面向非对称激励的EMT扭振抑制策略。经验证，该策略可较好抑制在该激励下的EMT扭振。

关键词: 履带车辆, 机电复合传动系统, 非对称激励, 扭转振动, 解耦

Abstract:

The dual-motor coupled drive is a common configuration for the Electro-mechanical Transmission （EMT） system in tracked vehicles， which is characterized by input-output coupling， high power transmission efficiency， and variable load conditions. However， most existing torsional vibration control strategies for EMT are designed for symmetric excitation conditions on both sides， which do not align well with real-world operating scenarios. To improve the torsional vibration under asymmetric excitation， an EMT torsional vibration model is first established to investigate the vibration energy coupling effect between the two sides of the EMT under asymmetric excitation and its influence mechanism on the system's dynamic behavior. Based on these findings， a disturbance compensation method based on dual-loop feedback is proposed， and a torsional vibration suppression strategy tailored for EMT under asymmetric excitation is developed. Verification results show that this strategy can effectively suppress torsional vibration of the EMT system under such excitation conditions.

Key words: tracked vehicle, electro-mechanical transmission system, asymmetric excitation, torsional vibration, decoupling

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图/表 27

图1

表1

表2

EMT低阶模态振型"

阶次	2	3	阶次	2	3
$J A$	3.1e-3	1.6e-2	$J B$	-3.1e-3	1.6e-2
$J r 1$	3.8e-11	-4.3e-10	$J r 3$	-3.8e-11	-4.3e-10
$J s 1$	-1.6e-5	8.3e-5	$J s 3$	1.6e-5	8.3e-5
$J c 1$	-1.1e-4	5.4e-4	$J c 3$	1.1e-4	5.4e-4
$J g 1$	6.0e-6	-3.1e-5	$J g 3$	-6.0e-6	-3.1e-5
$J r 2$	4.2e-5	1.1e-3	$J r 4$	-4.2e-5	1.1e-3
$J s 2$	-6.4e-6	3.3e-5	$J s 4$	6.4e-6	3.3e-5
$J c 2$	-7.2e-5	2.0e-3	$J c 4$	7.2e-5	2.0e-3
$J g 2$	6.4e-6	2.8e-5	$J g 4$	-6.4e-6	2.8e-5
$J r 5$	2.5e-10	-5.5e-10	$J r 6$	-2.5e-10	-5.5e-10
$J s 5$	-1.1e-6	3.6e-5	$J s 6$	1.1e-6	3.6e-5
$J c 5$	-4.7e-6	1.5e-4	$J c 6$	4.7e-6	1.5e-4
$J g 5$	5.1e-7	-1.6e-5	$J g 6$	-5.1e-7	-1.6e-5
$J w l$	0.71	-0.71	$J w r$	-0.71	-0.71

表2

图2

图3

图4

图5

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图7

图8

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图10

图11

图12

表3

图13

图14

图15

图16

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图18

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图20

图21

图22

表4

表5

NSE-TVS不同车身惯量下系统表现"

车身惯量	0.9 $J w$	$J w$	1.1 $J w$	1.2 $J w$
半轴转矩波动	3 925.9	3 877.0	3 705.1	3 655.1
车辆速度波动	1.12	1.06	1.02	0.96

表5

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阶次	1	2	3	4
原模型/ Hz	0	1.43	2.13	460.28
降阶模型/ Hz	0	1.43	2.13	452.20

变化倍数	2	4	6	8
半轴转矩波动	2 573.9	3 877.0	4 280.1	4 574.7
车辆速度波动	0.47	1.06	1.63	1.92

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