电动车仿真器数字孪生体的开发：建模、控制与实验验证
系统与控制
2025-10-29 v1 系统与控制
摘要
本文介绍了用于电动车（EV）仿真器的数字孪生体开发与验证，旨在再现多种运行条件下的纵向车辆动力学。该仿真器集成了分离励磁直流电机（SEDCM）、四象限DC-DC变换器、电池仿真器以及机械负载仿真器。系统运用牛顿第二定律建模牵引力、空气阻力和坡度阻力。与传统图形建模工具（如阻态图和能量图）不同，采用的能量宏观表示（EMR）框架优势明显，通过显式表示能量相互作用，促进控制结构的系统推导。该框架下的控制策略支配动力传导系统中的能量流，实现通过电枢电压调节的精确速度控制。在Lucas-Nulle测试台上进行的实验测试显示，结果与仿真结果高度吻合。该研究还引入一种方法，用于计算基于加速度和坡度约束的电动车最大适用质量——该质量为13.5 kg，对应180 W电机在1900 rpm下的运行。此外，双向变换器的开关算法确保了四象限可靠运行。总体而言，所提出的框架为EV仿真、控制设计和能量管理验证提供了可扩展且有效的方法。
引用
@article{arxiv.2510.24389,
title = {Development of a Digital Twin for an Electric Vehicle Emulator Modeling, Control, and Experimental Validation},
author = {Lamine Chalal and Ahmed Rachid},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.24389},
year = {2025}
}
备注
6 pages, Accepted at CODIT 2025 (Conference on Decision and Control in Intelligent Technology)