5  基于MATLAB下的直线电机系统仿真 26

5。1  基于SimPowerSystems的主控电路模型 26

5。2  直线电机系统仿真模型的建立 27

5。3  仿真结果分析与实验对比 30

结  论 35

致  谢 36

参 考 文 献 37

1  绪论

1。1  课题背景和研究意义

1。1。1  课题研究背景

汽车自诞生以来已经有数百年的历史，在日益发展的今天汽车已经成为如今出行首选的交通工具，因此汽车已经成为当今非常重要的支柱产业。目前，世界汽车保有量已经超过10亿辆，而我国汽车保有量也位于世界前列，已经成为仅次于美国的世界第二大保有国。在汽车带来方便和利益的同时也带来了一系列棘手的环境问题，其中包括：大气污染、水体破坏、噪声问题、道路堵塞、臭氧层破坏、温室效应、化石燃料紧缺等。

一般来讲，汽车都是由发动机产生能量然后经过活塞、连杆、曲轴等的传动，最后传至车轮以驱动汽车运动。目前环境比较恶劣，各种自然灾害层出不穷，为了应对这些问题各国都加强了对环境的保护意识，所以排放比较重的一些工业，例如汽车工业都面临着严重的挑战[1]。在节约能源与保护环境的双重压力下，世界范围内汽车燃油消耗和排放法规日趋严格，是以引发汽车产业向着更高科技的方向发展[2]。研制新型发动机，减少油耗和降低污染。在倡导节约能源的大环境下，人民逐渐把目光转向了电动汽车，为此国家在“十二五”规划中，把电动车作为今后发展的主要方向，努力发展新型的更加符合时代的电动汽车。目前，世界各国均已认识到，未来是电动汽车的天下，所以国内外各研究公司在电动汽车的研究上都投入了大量的财力和物力。电池是电动汽车的技术关键，因为它是电动车能量的源泉，是电能和机械能相互转化过程中的主要环节，它把储存在电网里的电力转化为汽车前进时的动力[3]。电池技术素来是一个比较难解决的问题，一个受到广泛兴趣和支持的电池技术是燃料电池技术，包括质子交换膜和固体氧化物燃料电池技术[4]: 质子交换膜燃料电池花费较高；固体氧化物燃料电池能量密度可高达质子交换膜燃料电池的两倍,但是由于不能直接使用JP-8燃料、造价高和它们有限的寿命,其使用也受到了限制。一个既可以避免掉这些缺点又能提供质子交换膜燃料电池能量密度的两到三倍的技术是自由活塞内燃发电机技术。

自由活塞内燃机具有很多的优势如：排放比较低、节约能源、结构简单、成本较低，因此吸引了世界各国的普遍关注 [5]。广义上的自由活塞内燃机是指，不通过曲柄连杆机构，直接输出往复直线运动的内燃机[6]，内燃一直线发电集成动力系统(简称内燃一直线发电机，ICLG)是在自由活塞发动机的基础上，通过与直线电机的有机结合，取消了曲柄连杆机构而应用自由活塞，它能将燃料的化学能不转化为旋转运动而直接向外进行输出，以实现高效率的把化学能转化为电能的动力装置[7]。论文网

1。1。2  研究意义

    就像汽车代替了马车，汽车动力装置在百余年的发展中同样也经历着优胜劣汰。不同类型的动力装置的发展就是其相互竞争的结果。由于石油等化石燃料的紧缺和环保观念日益深入人心，各国政府和相关企业也都在抓紧研制新型内燃装置，电驱动和混合动力就此进入了快速发展的黄金时代。但是，由于纯电动汽车续航里程、动力和驾驶体验不佳等问题，使得纯电动汽车遇到了前所未有的挑战。混合动力汽车一般有两组或者更多的驱动系统能根据不同的路况全部或单个系统提供动力，以提高燃料的利用效率同时还可以避免出现纯电动车续航里程不足，动力输出不佳等系列问题。