针对某电动汽车动力总成悬置系统的稳健性优化问题,提出了一种电机悬置系统多目标稳健优化方法。基于有限元法获得了电机的d、q轴电感、永磁体磁链与电流的非线性关系,建立了考虑磁饱和及转子磁场谐波影响的永磁同步电机(PMSM)的转矩波动模型。将含有波动的转矩作为6自由度悬置系统模型的激励,得到系统的响应。基于Pareto优化原理,利用基因遗传算法对优化模型进行全局寻优,得到所有Pareto最优解,并通过拉丁超立方抽样方法找到Pareto优解中动反力稳健性电机定子电阻；θ为电机转子直轴与A相定子绕组轴线的夹角（电角度）；Ψ1（id，iq）为随d、q轴电流非线性变化的永磁体基波磁链；Ld（id，iq）、Lq（id，iq）分别为d轴电感和q轴电感；Ψd6k、Ψq6k（k=1，2，…）分别为定子d、q轴谐波磁链；ωe为电机的机械角速度。其中，θ可以通过下式计算得到：θ=∫pωedt+θ0（3）式中，θ0=120°为电机转子初始位置电角度。式（2）中L（did，iq）、L（qid，iq）和Ψ1（id，iq）的计算方法为：建立如图1所示的永磁同步电机Ansoft有限元模型；选择某一运行点，计算永磁体和电枢电流共同作用下的电机磁场，保存此运行点的铁磁材料的磁导率；利用该磁导率分别计算永磁体和电枢电流单独作用时的电机磁场，得到此时对应的d、q轴电感、永磁体基波磁链的幅值；对不同运行点进行计算，得到不同运行点的d、q轴电感、永磁体基波磁链，最终得到的Ψ1、Ld及Lq与id、iq的关系如图2所示电动汽车动力总成-电动液压滚圆机滚弧机张家港钢管缩管机电动缩管机。由图2可以看出，当电流较大时，Ψ1、Ld及Lq均发生明显畸变，说明磁饱和对电机性能有一定影响。因此，在计算电机输出转矩时考虑这一影响可更真实地反映电机的实际运行状态。图1永磁同步电机模型（可知，

转载中国知网整理! www.suoguanjixie.name电机输出扭矩在70~83N·m之间波动，这与不考虑铁心磁饱和及转子磁场谐波得到的恒值扭矩有很大区别，对悬置系统也会产生不同的影响。因此，考虑铁心磁饱和及转子磁场谐波得到的电机输出转矩更能反映悬置系统的负载状态。图3电机输出转矩3悬置系统模型3.1悬置系统动力学建模悬置系统由动力总成和悬置元件共同组成，其固有频率通常在30Hz以下，大幅低于动力总成自身自由模态频率。因此，在研究动力总成悬置系统的隔振特性时将动力总成简化为6自由度刚体，将橡胶悬置元件简化为3向正交的弹簧阻尼，建立的模型如图4所示[5]。图4动力总成悬置系统的动力学模型图4中，G0-XYZ为定坐标系；原点G0为动力总成质心；1~3分别表示3个悬置安装位置；X轴平行于水平面并指向汽车前进方向；Z轴垂直向上；Y轴平行于电机转子轴线，方向根据右手定则确定。定义动力总成的6个自由度分别为沿X、Y、Z轴的3向平动x、y、z及绕X、Y、Z轴的转动θx、θy、θz，则其广义坐标为q=[xyzθxθyθz]。利用拉格朗日方程推导得到动力总成系统的受迫振动微分方程为：Mq+Cq+Kq=Q(t)（4）式中，M为质量矩阵；C为阻尼矩阵；K为刚度矩阵；Q（t）为系统受到的广义外力矩阵。根据上述动力学方程，在测得动力总成质量、质心坐标、转动惯量以及各悬置参数之后，建立M函数求得系统的固有频率和能量百分比，如表1所示。由表1可以看出，悬置系统的解耦程度不高，各自由度耦合非常严重。表1动力总成悬置系统各阶固有频率和振动能量为分析动力总成悬置系统的响应特性，联合Simulink模块根据动力总成悬置系统动力学方程建立如图5所示的仿真模型。图5动力总成悬置系统的振动响应仿真模型3.2悬置系统的振动响应将图2所示的电机输电动汽车动力总成-电动液压滚圆机滚弧机张家港钢管缩管机电动缩管机 转载中国知网整理! www.suoguanjixie.name