本發(fā)明涉及混合動力車輛技術領域，具體涉及一種機電復合傳動功率流通用分析系統(tǒng)及方法。

背景技術：

電傳動坦克裝甲車輛能夠適應新技術條件下未來戰(zhàn)爭的需求，具有廣闊的軍事應用前景。隨著電力電子技術、控制技術、大功率永磁同步電機等一系列關鍵技術的突破，履帶車輛機電復合傳動技術的研究已成為世界各主要科技強國的新研發(fā)熱點，如德國倫克公司的EMT600、EMT1100和英國QinetiQ公司的E-X-Drive等。機電復合傳動通過功率耦合機構將傳統(tǒng)的受一定剛性約束條件的機械功率流形式發(fā)展成具有多種拓撲結構的受剛性約束條件和受柔性約束條件的多種功率流復合的形式。

因此，傳統(tǒng)的單流傳動、雙流傳動的功率流分析方法亟需進一步發(fā)展和完善，能夠對功率耦合機構中各路功率流動進行詳細的分析，并最終形成機電復合傳動功率流通用分析方法。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供的一種機電復合傳動功率流通用分析系統(tǒng)及方法，首次提出了機電復合傳動系統(tǒng)通用結構，其結構準確且適用性高，該方法有效且可靠地實現(xiàn)了對機電復合傳動功率流的準確分析及獲取，適用于任意結構的機電復合傳動系統(tǒng)，為機電復合傳動功率流分析提供了有效的理論依據(jù)，完善了機電復合傳動設計理論。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種機電復合傳動功率流通用分析系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：機電功率轉換模塊、機械功率轉換模塊、功率源單元及機械功率耦合單元；

所述機電功率轉換模塊包括電機單元1及電機單元2；

所述機械功率轉換模塊包括機械單元1、機械單元2、及分別設置在所述機械功率耦合單元兩側的機械單元3和機械單元4，所述機械單元1連接所述電機單元1及所述機械功率耦合單元，所述機械單元2連接所述電機單元2及所述機械功率耦合單元；

所述功率源單元有2個，且分別設置與所述機械單元3和機械單元4連接。

優(yōu)選的，所述電機單元1包括電機M2和電機M3；所述電機M2和電機M3均連接至所述機械單元1；

所述電機單元2為電機M1，且所述電機M1與所述機械單元2連接。

優(yōu)選的，所述機械單元1包括均連接至所述機械功率耦合單元的變速機構T3、變速機構T1及變速機構T2，且所述變速機構T1與所述電機M2連接，所述變速機構T2與所述電機M3連接；

所述機械單元2為變速機構T8，且所述變速機構T8連接所述機械功率耦合單元與所述電機M1；

所述機械單元3包括依次連接的側傳動T6及變速機構T4，且所述側傳動T6與一個所述功率源單元連接，所述變速機構T4連接至所述機械功率耦合單元；

所述機械單元4包括依次連接的側傳動T7及變速機構T5，且所述側傳動T7與另一個所述功率源單元連接，所述變速機構T5連接至所述機械功率耦合單元。

優(yōu)選的，所述機械功率耦合單元包括功率耦合機構C2、及分別設置在所述功率耦合機構C2兩側的兩個匯流排C1；

一個所述匯流排C1與所述變速機構T4連接，另一個所述匯流排C1與所述變速機構T5連接；

所述功率耦合機構C2連接所述變速機構T3、變速機構T1及變速機構T2。

優(yōu)選的，一個所述功率源單元為主動輪及履帶R1，另一個所述功率源單元為主動輪及履帶R2；

所述主動輪及履帶R1與所述側傳動T6連接；

所述主動輪及履帶R2與所述側傳動T7連接。

一種機電復合傳動功率流通用分析方法，所述方法用一種機電復合傳動功率流通用分析系統(tǒng)實現(xiàn)，所述系統(tǒng)包括機電功率轉換模塊、機械功率轉換模塊、功率源單元及機械功率耦合單元；所述機電功率轉換模塊包括電機單元1及電機單元2；所述機械功率轉換模塊包括機械單元1、機械單元2、機械單元3和機械單元4；所述電機單元1包括電機M2和電機M3；所述電機單元2為電機M1，所述機械單元1包括均連接至所述機械功率耦合單元的變速機構T3、變速機構T1及變速機構T2；所述機械單元2為變速機構T8；所述機械單元3包括依次連接的側傳動T6及變速機構T4；所述機械單元4包括依次連接的側傳動T7及變速機構T5；所述機械功率耦合單元包括功率耦合機構C2、及分別設置在所述功率耦合機構C2兩側的兩個匯流排C1；一個所述匯流排C1與所述變速機構T4連接，另一個所述匯流排C1與所述變速機構T5連接；所述功率耦合機構C2連接所述變速機構T3、變速機構T1及變速機構T2；一個所述功率源單元為主動輪及履帶R1，另一個所述功率源單元為主動輪及履帶R2；所述主動輪及履帶R1與所述側傳動T6連接；所述主動輪及履帶R2與所述側傳動T7連接；

所述方法包括如下步驟：

步驟1.輸入功率流分析用的機電復合傳動系統(tǒng)的參數(shù)；

步驟2.根據(jù)輸入?yún)?shù)，對所述機電復合傳動功率流通用分析系統(tǒng)中的所述機械功率耦合單元、機電功率轉換模塊、機械功率轉換模塊及功率源單元進行功率流分析，得到功率流分析結果；

步驟3.根據(jù)所述功率流分析結果，將所述機電復合傳動功率流通用分析系統(tǒng)轉化為功率流圖，即得到當前機電復合傳動裝置的功率流圖。

優(yōu)選的，所述步驟1包括：

輸入功率流分析用的機電復合傳動系統(tǒng)的結構代碼、功率源單元參數(shù)、機械功率轉換單元參數(shù)、機械功率耦合單元參數(shù)及機電功率轉換單元參數(shù)；

其中，所述機械功率轉換單元參數(shù)中包括結構描述矩陣；

所述結構描述矩陣的獲取方法包括：

對所述機械功率耦合單元中的各個構件的受力端均進行描述；并用所述結構描述矩陣的一行描述所述機械功率耦合單元中構件的受力端。

優(yōu)選的，所述步驟2包括：

步驟2-1：進行所述主動輪及履帶R1、主動輪及履帶R2、側傳動T6、側傳動T7、變速機構T4及變速機構T5的功率流分析；

步驟2-2：根據(jù)所述機電復合傳動系統(tǒng)的結構代碼判斷是否存在匯流排C1；

若存在，則進入步驟2-4；若不存在，則進入步驟2-3；

步驟2-3：對對所述機電復合傳動功率流通用分析系統(tǒng)中的與所述匯流排C1相關得的各變量賦值；

步驟2-4：進行所述匯流排C1、變速機構T8及電機M1的功率流分析；

步驟2-5：根據(jù)所述機電復合傳動系統(tǒng)的結構代碼判斷是否存在所述匯流排C2；

若存在，則進入步驟2-6；若不存在，則進入步驟2-7；

步驟2-6：進行所述匯流排C2的功率流分析；

步驟2-7：對所述機電復合傳動功率流通用分析系統(tǒng)中的與所述匯流排C2相關的各變量賦值；

步驟2-8：根據(jù)所述機電復合傳動系統(tǒng)的結構代碼判斷是否存在所述電機M2；

若存在，則進入步驟2-9；若不存在，則進入步驟2-10；

步驟2-9：進行所述變速機構T1及所述電機M2的功率流分析；

步驟2-10：根據(jù)所述機電復合傳動系統(tǒng)的結構代碼判斷是否存在所述電機M3；

若存在，則進入步驟2-11；若不存在，則進入步驟2-12；

步驟2-11：進行所述變速機構T2及電機M3的功率流分析；

步驟2-12：根據(jù)所述機電復合傳動系統(tǒng)的結構代碼判斷是否存在所述變速機構T3；

若存在，則進入步驟2-13；若不存在，則進入步驟2-14；

步驟2-13：進行所述變速機構T3的功率流分析；

步驟2-14：輸出全部的功率流分析結果。

其中，所述步驟2-1中的對所述主動輪及履帶R1及主動輪及履帶R2進行功率流分析包括：

計算所述主動輪及履帶R1及所述主動輪及履帶R2的轉速、扭矩及功率。

優(yōu)選的，所述步驟2中對所述側傳動T6、側傳動T7、變速機構T4、變速機構T5、變速機構T8、變速機構T1、變速機構T2及變速機構T3的功率流分析的方法相同，均為求得各變速機構或側傳動的輸出端轉速、扭矩及功率；

所述步驟2中的所述電機M1、電機M2及電機M3的功率流分析的方法相同，均為計算得到所述電機M1、電機M2及電機M3的功率矩陣。

優(yōu)選的，所述步驟2中的所述匯流排C1及C2的功率流分析的方法相同，如下：

a.生成所述機械功率耦合單元的轉速分析方程的系數(shù)矩陣；

b.根據(jù)所述機械功率耦合單元的轉速分析方程進行轉速分析，獲得各受力端的轉速向量；

c.根據(jù)機械功率耦合單元結構描述矩陣和轉速向量獲得轉速矩陣；

d.生成所述機械功率耦合單元的扭矩分析方程的系數(shù)矩陣；

e.根據(jù)所述機械功率耦合單元的扭矩分析方程進行扭矩分析，獲得各受力端的扭矩向量；

f.根據(jù)所述機械功率耦合單元的結構描述矩陣和扭矩向量獲得扭矩矩陣；

g.根據(jù)所述機械功率耦合單元轉速矩陣及扭矩矩陣獲得單元內部各構件各受力端的功率矩陣。

從上述的技術方案可以看出，本發(fā)明提供了一種機電復合傳動功率流通用分析系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括：機電功率轉換模塊、機械功率轉換模塊、功率源單元及機械功率耦合單元；方法對系統(tǒng)中各功能單元的功率流分析，基于各功能單元的功率流分析方法及機電復合傳動系統(tǒng)通用結構形成了機電復合傳動功率流通用分析方法。本發(fā)明提出系統(tǒng)首次提出了機電復合傳動系統(tǒng)通用結構，其結構準確且適用性高，其方法有效且可靠地實現(xiàn)了對機電復合傳動功率流的準確分析及獲取，適用于任意結構的機電復合傳動系統(tǒng)，為機電復合傳動功率流分析提供了有效的理論依據(jù)，完善了機電復合傳動設計理論。

與最接近的現(xiàn)有技術比，本發(fā)明提供的技術方案具有以下優(yōu)異效果：

1、本發(fā)明所提供的技術方案中，系統(tǒng)包括：機電功率轉換模塊、機械功率轉換模塊、功率源單元及機械功率耦合單元；本發(fā)明提出系統(tǒng)首次提出了機電復合傳動系統(tǒng)通用結構，其結構準確且適用性高。

2、本發(fā)明所提供的技術方案，方法對系統(tǒng)中各功能單元的功率流分析，基于各功能單元的功率流分析方法及機電復合傳動系統(tǒng)通用結構形成了機電復合傳動功率流通用分析方法；有效且可靠地實現(xiàn)了對機電復合傳動功率流的準確分析及獲取，適用于任意結構的機電復合傳動系統(tǒng)。

3、本發(fā)明所提供的技術方案，為機電復合傳動功率流分析提供了有效的理論依據(jù)，完善了機電復合傳動設計理論。

4、本發(fā)明提供的技術方案，應用廣泛，具有顯著的社會效益和經濟效益。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種機電復合傳動功率流通用分析系統(tǒng)的總結構示意圖；

圖2是本發(fā)明的一種機電復合傳動功率流通用分析系統(tǒng)的詳細結構示意圖；

圖3是本發(fā)明的一種機電復合傳動功率流通用分析方法的流程示意圖；

圖4為本發(fā)明具體應用例中的實施所基于的動力源及機電復合傳動系統(tǒng)通用結構簡圖；

圖5為本發(fā)明具體應用例中的機電復合傳動通用的功率流架構圖；

圖6為本發(fā)明具體應用例中的機電復合傳動功率流通用分析方法流程圖；

圖7為本發(fā)明具體應用例中的功率源單元功率流圖；

圖8為本發(fā)明具體應用例中的機械功率轉換單元功率流圖；

圖9為本發(fā)明具體應用例中的機械功率耦合單元功率流分析流程圖；

圖10為本發(fā)明具體應用例中的生成機械功率耦合單元轉速分析方程系數(shù)矩陣的流程圖；

圖11為本發(fā)明具體應用例中的生成機械功率耦合單元扭矩分析方程系數(shù)矩陣的流程圖；

圖12為本發(fā)明具體應用例中的機電功率轉換單元功率流圖；

圖13為本發(fā)明具體應用例中的所分析的某機電復合傳動系統(tǒng)的結構簡圖；

圖14為本發(fā)明具體應用例中的功率源單元R1和R2的功率流圖；

圖15為本發(fā)明具體應用例中的機械功率轉換單元T6和T7的功率流圖；

圖16為本發(fā)明具體應用例中的機械功率轉換單元T4和T5的功率流圖；

圖17為本發(fā)明具體應用例中的機械功率耦合單元C1的功率流圖；

圖18為本發(fā)明具體應用例中的機械功率轉換單元T8的功率流圖；

圖19為本發(fā)明具體應用例中的機電功率轉換單元M1的功率流圖；

圖20為本發(fā)明具體應用例中的機械功率轉換單元T1的功率流圖；

圖21為本發(fā)明具體應用例中的機電功率轉換單元M2的功率流圖；

圖22為本發(fā)明具體應用例中的所分析的某機電復合傳動系統(tǒng)的功率流圖。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種機電復合傳動功率流通用分析系統(tǒng)，包括：機電功率轉換模塊、機械功率轉換模塊、功率源單元及機械功率耦合單元；

機電功率轉換模塊包括電機單元1及電機單元2；

機械功率轉換模塊包括機械單元1、機械單元2、及分別設置在機械功率耦合單元兩側的機械單元3和機械單元4，機械單元1連接電機單元1及機械功率耦合單元，機械單元2連接電機單元2及機械功率耦合單元；

功率源單元有2個，且分別設置與機械單元3和機械單元4連接。

如圖2所示，電機單元1包括電機M2和電機M3；

電機M2和電機M3均連接至機械單元1；

電機單元2為電機M1，且電機M1與機械單元2連接。

其中，機械單元1包括均連接至機械功率耦合單元的變速機構T3、變速機構T1及變速機構T2，且變速機構T1與電機M2連接，變速機構T2與電機M3連接；

機械單元2為變速機構T8，且變速機構T8連接機械功率耦合單元與電機M1；

機械單元3包括依次連接的側傳動T6及變速機構T4，且側傳動T6與一個功率源單元連接，變速機構T4連接至機械功率耦合單元；

機械單元4包括依次連接的側傳動T7及變速機構T5，且側傳動T7與另一個功率源單元連接，變速機構T5連接至機械功率耦合單元。

其中，機械功率耦合單元包括功率耦合機構C2、及分別設置在功率耦合機構C2兩側的兩個匯流排C1；

一個匯流排C1與變速機構T4連接，另一個匯流排C1與變速機構T5連接；

功率耦合機構C2連接變速機構T3、變速機構T1及變速機構T2。

其中，一個功率源單元為主動輪及履帶R1，另一個功率源單元為主動輪及履帶R2；

主動輪及履帶R1與側傳動T6連接；

主動輪及履帶R2與側傳動T7連接。

如圖3所示，本發(fā)明提供一種機電復合傳動功率流通用分析方法，方法用一種機電復合傳動功率流通用分析系統(tǒng)實現(xiàn)，系統(tǒng)包括機電功率轉換模塊、機械功率轉換模塊、功率源單元及機械功率耦合單元；機電功率轉換模塊包括電機單元1及電機單元2；機械功率轉換模塊包括機械單元1、機械單元2、機械單元3和機械單元4；電機單元1包括電機M2和電機M3；電機單元2為電機M1，機械單元1包括均連接至機械功率耦合單元的變速機構T3、變速機構T1及變速機構T2；機械單元2為變速機構T8；機械單元3包括依次連接的側傳動T6及變速機構T4；機械單元4包括依次連接的側傳動T7及變速機構T5；機械功率耦合單元包括功率耦合機構C2、及分別設置在功率耦合機構C2兩側的兩個匯流排C1；一個匯流排C1與變速機構T4連接，另一個匯流排C1與變速機構T5連接；功率耦合機構C2連接變速機構T3、變速機構T1及變速機構T2；一個功率源單元為主動輪及履帶R1，另一個功率源單元為主動輪及履帶R2；主動輪及履帶R1與側傳動T6連接；主動輪及履帶R2與側傳動T7連接；

包括如下步驟：

步驟1.輸入功率流分析用的機電復合傳動系統(tǒng)的參數(shù)；

步驟2.根據(jù)輸入?yún)?shù)，對機電復合傳動功率流通用分析系統(tǒng)中的機械功率耦合單元、機電功率轉換模塊、機械功率轉換模塊及功率源單元進行功率流分析，得到功率流分析結果；

步驟3.根據(jù)功率流分析結果，將機電復合傳動功率流通用分析系統(tǒng)轉化為功率流圖，即得到當前機電復合傳動裝置的功率流圖。

其中，步驟1包括：

輸入功率流分析用的機電復合傳動系統(tǒng)的結構代碼、功率源單元參數(shù)、機械功率轉換單元參數(shù)、機械功率耦合單元參數(shù)及機電功率轉換單元參數(shù)；

其中，機械功率轉換單元參數(shù)中包括結構描述矩陣。

其中，結構描述矩陣的獲取方法包括：

對機械功率耦合單元中的各個構件的受力端均進行描述；并用結構描述矩陣的一行描述機械功率耦合單元中構件的受力端。

其中，步驟2包括：

步驟2-1：進行主動輪及履帶R1、主動輪及履帶R2、側傳動T6、側傳動T7、變速機構T4及變速機構T5的功率流分析；

步驟2-2：根據(jù)機電復合傳動系統(tǒng)的結構代碼判斷是否存在匯流排C1；

若存在，則進入步驟2-4；若不存在，則進入步驟2-3；

步驟2-3：對對機電復合傳動功率流通用分析系統(tǒng)中的與匯流排C1相關得的各變量賦值；

步驟2-4：進行匯流排C1、變速機構T8及電機M1的功率流分析；

步驟2-5：根據(jù)機電復合傳動系統(tǒng)的結構代碼判斷是否存在匯流排C2；

若存在，則進入步驟2-6；若不存在，則進入步驟2-7；

步驟2-6：進行匯流排C2的功率流分析；

步驟2-7：對機電復合傳動功率流通用分析系統(tǒng)中的與匯流排C2相關的各變量賦值；

步驟2-8：根據(jù)機電復合傳動系統(tǒng)的結構代碼判斷是否存在電機M2；

若存在，則進入步驟2-9；若不存在，則進入步驟2-10；

步驟2-9：進行變速機構T1及電機M2的功率流分析；

步驟2-10：根據(jù)機電復合傳動系統(tǒng)的結構代碼判斷是否存在電機M3；

若存在，則進入步驟2-11；若不存在，則進入步驟2-12；

步驟2-11：進行變速機構T2及電機M3的功率流分析；

步驟2-12：根據(jù)機電復合傳動系統(tǒng)的結構代碼判斷是否存在變速機構T3；

若存在，則進入步驟2-13；若不存在，則進入步驟2-14；

步驟2-13：進行變速機構T3的功率流分析；

步驟2-14：輸出全部的功率流分析結果。

其中，步驟2-1中的對主動輪及履帶R1及主動輪及履帶R2進行功率流分析包括：

計算主動輪及履帶R1及主動輪及履帶R2的轉速、扭矩及功率。

其中，步驟2中對側傳動T6、側傳動T7、變速機構T4、變速機構T5、變速機構T8、變速機構T1、變速機構T2及變速機構T3的功率流分析的方法相同，均為求得各傳動側或變速機構的輸出端轉速、扭矩及功率。

其中，步驟2中的匯流排C1及C2的功率流分析的方法相同，如下：

a.生成機械功率耦合單元的轉速分析方程的系數(shù)矩陣；

b.根據(jù)機械功率耦合單元的轉速分析方程進行轉速分析，獲得各受力端的轉速向量；

c.根據(jù)機械功率耦合單元結構描述矩陣和轉速向量獲得轉速矩陣；

d.生成機械功率耦合單元的扭矩分析方程的系數(shù)矩陣；

e.根據(jù)機械功率耦合單元的扭矩分析方程進行扭矩分析，獲得各受力端的扭矩向量；

f.根據(jù)機械功率耦合單元的結構描述矩陣和扭矩向量獲得扭矩矩陣；

g.根據(jù)機械功率耦合單元轉速矩陣及扭矩矩陣獲得單元內部各構件各受力端的功率矩陣。

其中，步驟2中的電機M1、電機M2及電機M3的功率流分析的方法相同，均為計算得到電機M1、電機M2及電機M3的功率矩陣。

其中，步驟3包括：

根據(jù)功率流分析結果及機電復合傳動裝置的結構簡圖，將機電復合傳動系統(tǒng)中的各個功能單元的功率流圖進行連接，得到整個機電裝置的功率流圖。

本發(fā)明提供利用一種機電復合傳動功率流通用分析系統(tǒng)進行機電復合傳動功率流分析的方法，具體如下：

如圖4所示。機電復合傳動系統(tǒng)通用結構包括：電機(1)、電機(2)、變速機構(3)、變速機構(4)、變速機構(5)、功率耦合機構(6)、匯流排(7)、變速機構(8)、電機(9)、變速機構(10)、側傳動(11)和主動輪及履帶(12)。動力源通用結構包括：發(fā)動機(13)、功率分配機構(14)、變速機構(15)、發(fā)電機(16)和電池(17)。其中，匯流排(7)包含左右兩個具有相同結構的匯流排，變速機構(8)包含左右兩個具有相同結構的變速機構，側傳動(11)包含左右兩個具有相同結構的側傳動機構，主動輪及履帶(12)包含左右兩側具有相同結構的主動輪及履帶。

對機電復合傳動系統(tǒng)通用結構中的部件進行分類抽象，簡化出若干類功能單元，包括：

功率源單元：傳遞和接收功率的終端單元，如履帶及主動輪(12)(接收路面轉向再生功率或將功率輸出至路面)，分別用符號R1和R2表示左右兩個功率源。

機械功率轉換單元：對機械功率進行轉換，將輸入的轉矩和轉速變換為不同的轉矩和轉速值，如變速機構(3)、(4)、(5)、(8)、(10)以及側傳動(11)。用符號T1、T2、T3分別表示變速機構(3)、(4)、(5)；用符號T4和T5分別表示變速機構(8)所包含的左右兩個具有相同結構的變速機構；用符號T6和T7分別表示側傳動(11)所包含的左右兩個具有相同結構的側傳動機構；用符號T8表示變速機構(10)。

機械功率耦合單元：表達機械功率的分布和匯集關系，如功率耦合機構(6)和匯流排(7)。用符號C1表示合并后的兩個匯流排，用符號C2表示功率耦合機構6。

機電功率轉換單元：將機械功率轉換為電氣功率，或者將電氣功率轉換為機械功率，如電機(1)、(2)、(9)。用符號M2、M3及M1分別表示電機(1)、(2)和(9)。

本發(fā)明的機電復合傳動通用功率流架構圖如附圖5所示。

本發(fā)明的機電復合傳動功率流通用分析方法流程圖如附圖6所示，功率流分析方法包括如下步驟：

步驟S1：輸入需要進行功率流分析的機電復合傳動系統(tǒng)的結構代碼F。采用一組由0和1組成的行向量F∈R^1×12表征待分析的機電復合傳動系統(tǒng)的結構，若F(k)＝1表示該機電復合傳動系統(tǒng)中有元件k，若F(k)＝0表示無元件k，這樣通過一組代碼就可以確定某機電復合傳動系統(tǒng)的具體結構。本實施例中對某零差速式機電復合傳動系統(tǒng)進行功率流分析，其結構簡圖如附圖13所示，其結構代碼為：F＝[1,0,1,0,0,0,1,0,1,0,1,1]，表示該機電復合傳動系統(tǒng)中包含：電機1、變速機構3、匯流排7、電機9、側傳動11和主動輪及履帶12。

步驟S2：輸入功率源單元參數(shù)：車輛質量m(kg)、履帶接地段長度L(m)、履帶中心距B(m)、主動輪半徑r_z(m)、滾動阻力系數(shù)f、最大轉向阻力系數(shù)μ_max、相對轉向半徑ρ、車速V(km/h)，本實施例中功率源單元參數(shù)為：m＝45000kg,L＝4.6m,B＝2.8m,f＝0.04,μ_max＝0.6，r_z＝0.318m，ρ＝15,V＝10km/h。

步驟S3：依次輸入各機械功率轉換單元參數(shù)：傳動比I_Ti及機械功率轉換效率η_Ti,i＝1,2,…,8；

若所分析的機電復合傳動系統(tǒng)中無機械功率轉換單元Ti，則I_Ti＝1,η_Ti＝1。當然，若存在機械功率轉換單元Ti且擋位為直接擋，即傳動比為1，那么也有I_Ti＝1,η_Ti＝1。

本實施例中各機械功率轉換單元的傳動比及機械功率轉換效率為：

I_T1＝1,η_T1＝1

I_T2＝1,η_T2＝1

I_T3＝1,η_T4＝1

I_T4＝1,η_T4＝1

I_T5＝1,η_T5＝1

I_T6＝4,η_T6＝0.96

I_T7＝4,η_T7＝0.96

I_T8＝1,η_T8＝1

步驟S4：依次輸入各機械功率耦合單元參數(shù)：結構描述矩陣Q_Cn、行星排參數(shù)向量K_Cn，n＝1,2。對機械功率耦合單元中的每個構件的受力端進行描述，獲得每個機械功率耦合單元結構描述矩陣Q_Cn，n＝1,2，具體方法為：

定義受力端向量G_C。其中，G_C(1)代表機械功率耦合單元的第一行星排太陽輪；G_C(2)代表機械功率耦合單元的第一行星排齒圈；G_C(3)代表機械功率耦合單元的第一行星排行星架；G_C(4)代表機械功率耦合單元的第二行星排太陽輪；G_C(5)代表機械功率耦合單元的第二行星排齒圈；G_C(6)代表機械功率耦合單元的第二行星排行星架；G_C(7)代表機械功率耦合單元的第三行星排太陽輪；G_C(8)代表機械功率耦合單元的第三行星排齒圈；G_C(9)代表機械功率耦合單元的第三行星排行星架；G_C(10)代表機械功率耦合單元的第一輸入端；G_C(11)代表機械功率耦合單元的第二輸入端；G_C(12)代表機械功率耦合單元的第三輸入端；G_C(13)代表機械功率耦合單元的第一輸出端；G_C(14)代表機械功率耦合單元的第二輸出端。

用結構描述矩陣Q_Cn的一行描述機械功率耦合單元Cn的一個構件的受力端。若Q_Cn(j,h)＝1，表示G_C(h)為機械功率耦合單元Cn的第j個構件的一個受力端；若Q_Cn(j,h)＝0，表示G_C(h)不是機械功率耦合單元Cn第j個構件的受力端。若所分析的機電復合傳動系統(tǒng)中無機械功率耦合單元Cn，則Q_Cn＝0。

機械功率耦合單元Cn的行星排參數(shù)向量K_Cn(n＝1,2)的元素為單元中所有行星排參數(shù)。K_Cn(1)為機械功率耦合單元Cn的第一行星排參數(shù)，K_Cn(2)為機械功率耦合單元Cn的第二行星排參數(shù)，K_Cn(3)為機械功率耦合單元Cn的第三行星排參數(shù)。若所分析的機電復合傳動系統(tǒng)中無機械功率耦合單元Cn，則K_Cn＝0。

本實施例中各機械功率耦合單元的結構描述矩陣、行星排參數(shù)向量為：

Q_C2＝0,K_C2＝0

步驟S5：輸入各機電功率轉換單元參數(shù)：機電功率轉換效率η_mep,(p＝1,2,3)。若所分析的機電復合傳動系統(tǒng)中無機電功率轉換單元Mp，則η_mep＝0。本實施例中，各機電功率轉換單元的參數(shù)為：

η_me1＝0.9

η_me2＝0

η_me3＝0.9

步驟S6：進行功率源單元R1、R2的功率流分析。

功率源單元R1、R2的轉速、扭矩及功率為：

P_R1＝n_R1M_R1/9550,P_R2＝n_R2M_R2/9550

η_x＝0.95-0.003V

式中，P_R1和P_R2為功率源單元R1、R2的功率(kW)；n_R1和n_R2為兩側主動輪轉速(r/min)；M_R1和M_R2為兩側主動輪扭矩(N.m)；η_x為行動系統(tǒng)效率；μ為轉向阻力系數(shù)。P_Rq＞0,q＝1,2表示該功率源單元向地面輸出功率(如履帶車輛轉向時位于外側的功率源單元)，在功率流圖中表現(xiàn)為功率源功率流入功率源單元Rq；P_Rq＜0,q＝1,2表示該功率源單元吸收由地面?zhèn)鬟f來的功率(如履帶車輛再生轉向時位于內側的功率源單元)，在功率流圖中表現(xiàn)為功率源功率流出功率源單元Rq。兩種情況下的功率流圖如附圖7所示。

本實施例中，功率源單元R1、R2的轉速、轉矩和功率分別為：

n_R1＝80.6r/min,n_R2＝86.2r/min

M_R1＝-7434N.m,M_R2＝14880N.m

P_R1＝-62.7kW,P_R2＝134.3kW

功率源單元R1、R2的功率流圖如附圖14所示，功率源單元R1吸收了由地面?zhèn)鬟f來的功率62.7kW，功率源單元R2向地面輸出功率134.3kW。

步驟S7：進行機械功率轉換單元T6和機械功率轉換單元T7功率流分析。

機械功率轉換單元Ti的功率流分析方法為：

式中，N_outTi和N_inTi分別為機械功率轉換單元Ti的輸出端和輸入端轉速，r/min；M_outTi和M_inTi分別為機械功率轉換單元Ti的輸出端和輸入端扭矩，N.m；P_outTi和P_inTi分別為機械功率轉換單元Ti的輸出端和輸入端功率，kW。每個功能單元的輸入端及輸出端可參見附圖4，圖中所有的箭頭均指向各單元的輸入端。

各機械功率轉換單元的輸出端轉速、扭矩及功率分別為：

N_outT4＝N_inT6,M_outT4＝-M_inT6,P_outT4＝-P_inT6

N_outT5＝N_inT7,M_outT5＝-M_inT7,P_outT5＝-P_inT7

N_outT6＝n_R1,M_outT6＝-M_R1,P_outT6＝-P_R1

N_outT7＝n_R2,M_outT7＝-M_R2,P_outT7＝-P_R2

式中，分別為機械功率耦合單元Cn的三個輸入端轉速，r/min；分別為機械功率耦合單元Cn的三個輸入端扭矩，N.m；分別為機械功率耦合單元Cn的三個輸入端功率，kW。

若P_outTi＞0，P_inTi＜0表示機械功率的流向為由機械功率轉換單元Ti的輸出端流向輸入端，在功率流圖中表現(xiàn)為輸出端功率流入機械功率轉換單元Ti，而輸入端功率流出機械功率轉換單元Ti。若P_outTi＜0，P_inTi＞0表示機械功率的流向為由機械功率轉換單元Ti的輸入端流向輸出端，在功率流圖中表現(xiàn)為輸出端功率流出機械功率轉換單元Ti，而輸入端功率流入機械功率轉換單元Ti。兩種情況下的功率流圖如附圖8所示。

本實施例中機械功率轉換單元T6和T7的輸入端輸出端的轉速、扭矩及功率分別為：

N_outT6＝80.6r/min,M_outT6＝7434N.m,P_outT6＝62.7kW

N_inT6＝322.4r/min,M_inT6＝-1784.1N.m,P_inT6＝-60.2kW

N_outT7＝86.2r/min,M_outT7＝-14880N.m,P_outT7＝-134.3kW

N_inT7＝344.8r/min,M_inT7＝3875N.m,P_inT7＝139.9kW

本實施例中機械功率轉換單元T6和機械功率轉換單元T7的功率流圖如附圖15所示。機械功率轉換單元T6由輸出端流入功率62.7kW，由輸入端流出功率60.2kW。機械功率轉換單元T7由輸入端流入功率139.9kW，由輸出端流出功率134.3kW。

步驟S8：進行機械功率轉換單元T4和機械功率轉換單元T5功率流分析；機械功率轉換單元T4和機械功率轉換單元T5功率流分析參照機械功率轉換單元功率流分析流程，在步驟S7中已做詳細說明。

本實施例中機械功率轉換單元T4和T5的輸入端輸出端的轉速、扭矩及功率分別為：

N_outT4＝322.4r/min,M_outT4＝1784.1N.m,P_outT4＝60.2kW

N_inT4＝322.4r/min,M_inT4＝-1784.1N.m,P_inT4＝-60.2kW

N_outT5＝344.8r/min,M_outT5＝-3875N.m,P_outT5＝-139.9kW

N_inT5＝344.8r/min,M_inT5＝3875N.m,P_inT5＝139.9kW

本實施例中機械功率轉換單元T4和機械功率轉換單元T5的功率流圖如附圖16所示。機械功率轉換單元T4由輸出端流入功率60.2kW，由輸入端流出功率60.2kW。機械功率轉換單元T5由輸入端流入功率139.9kW，由輸出端流出功率139.9kW。

步驟S9：根據(jù)機電復合傳動系統(tǒng)結構代碼判斷是否存在機械功率耦合單元C1，若存在，則進入步驟S11，若不存在，則進入步驟S10；

若機電復合傳動系統(tǒng)結構代碼第七個元素為F(7)＝1，則表示存在機械功率耦合單元C1；若F(7)＝0，則表示不存在機械功率耦合單元C1。

本實施例中F(7)＝1，表示存在機械功率耦合單元C1，進入步驟S10。

步驟S10：對相關變量進行賦值。

對以下變量進行賦值：

式中，分別為機械功率耦合單元Cn的兩個輸出端轉速，r/min；分別為機械功率耦合單元Cn的兩個輸出端扭矩，N.m；分別為機械功率耦合單元Cn的兩個輸出端功率，kW。

步驟S11：進行機械功率耦合單元C1的功率流分析；機械功率轉換單元功率流分析流程如附圖9所示。

步驟S111：生成機械功率耦合單元轉速分析方程的系數(shù)矩陣A_NCn，流程如附圖10所示。

步驟S11101：輸入機械功率耦合單元n的參數(shù)：結構描述矩陣Q_Cn、行星排向量K_Cn；

步驟S11102：獲得機械功率耦合單元n的行星排數(shù)目N_Cn，N_Cn等于行星排向量K_Cn中的元素的數(shù)量；

步驟S11103：系數(shù)矩陣A_NCn的第1行和第2行為：

步驟S11104：記錄系數(shù)矩陣A_NCn需要生成下一行的行號：y＝3；

步驟S11105：判斷是否對機械功率耦合單元C1進行轉速分析，如果是，則進入步驟S11106，如果否，則進入步驟S11108；

步驟S11106：系數(shù)矩陣A_NCn的第y行為：

步驟S11107：系數(shù)矩陣A_NCn需要生成下一行的行號y加1：y＝y(tǒng)+1；

步驟S11108：判斷N_Cn是否等于3，如果是，則進入步驟S11111；如果否，則進入步驟S11109；

步驟S11109：系數(shù)矩陣A_NCn的第y和第y+1行為：

A_NCn(y,1)＝1,A_NCn(y,2)＝K_Cn(1),

A_NCn(y,3)＝-[1+K_Cn(1)],

A_NCn(y,r)＝0,r≠1,2,3

A_NCn(y+1,1)＝1,A_NCn(y+1,2)＝K_Cn(2),

A_NCn(y+1,3)＝-[1+K_Cn(2)],

A_NCn(y+1,r)＝0,r≠1,2,3

步驟S11110：系數(shù)矩陣A_NCn需要生成下一行的行號y加2：y＝y(tǒng)+2；

步驟S11111：系數(shù)矩陣A_NCn的第y～y+2行為：

A_NCn(y,1)＝1,A_NCn(y,2)＝K_Cn(1),A_NCn(y,3)＝-[1+K_Cn(1)],

A_NCn(y,r)＝0,r≠1,2,3

A_NCn(y+1,1)＝1,A_NCn(y+1,2)＝K_Cn(2),A_NCn(y+1,3)＝-[1+K_Cn(2)],

A_NCn(y+1,r)＝0,r≠1,2,3

A_NCn(y+2,1)＝1,A_NCn(y+2,2)＝K_Cn(3),A_NCn(y+2,3)＝-[1+K_Cn(3)],

A_NCn(y+2,r)＝0,r≠1,2,3

步驟S11112：系數(shù)矩陣A_NCn需要生成下一行的行號y加3：y＝y(tǒng)+3；

步驟S11113：為循環(huán)變量j賦初值：j＝1；

步驟S11114：判斷變量j是否大于機械功率耦合單元Cn結構描述矩陣Q_Cn的總行數(shù)J_Cn，如果是，則進入步驟S11124，如果否，則進入步驟S11115；

步驟S11115：判斷(即構件j是否為二力構件)，如果是，則進入步驟S11116，如果否，則進入步驟S11118；

步驟S11116：系數(shù)矩陣A_NCn的第y行為：

若Q_Cn(j,r1)＝1,Q_Cn(j,r2)＝1

步驟S11117：系數(shù)矩陣A_NCn需要生成下一行的行號y加1：y＝y(tǒng)+1；

步驟S11118：判斷(即構件j是否為三力構件)，如果是，則進入步驟S11119，如果否，則進入步驟S11121；

步驟S11119：系數(shù)矩陣A_NCn的第y和第y+1行為：

若Q_Cn(j,r1)＝1,Q_Cn(j,r2)＝1,Q_Cn(j,r3)＝1

步驟S11120：系數(shù)矩陣A_NCn需要生成下一行的行號y加2：y＝y(tǒng)+2；

步驟S11121：系數(shù)矩陣A_NCn的第y～y+2行為：

若Q_Cn(j,r1)＝Q_Cn(j,r2)＝Q_Cn(j,r3)＝Q_Cn(j,r4)＝1

步驟S11122：系數(shù)矩陣A_NCn需要生成下一行的行號y加3：y＝y(tǒng)+3；

步驟S11123：循環(huán)變量j加1：j＝j+1；

步驟S11124：為循環(huán)變量r賦初值：r＝1，為變量b賦初值：b＝1；

步驟S11125：判斷r>14？(即是否超出A_NCn的總列數(shù))，如果是，則進入步驟S11130，如果否，則進入步驟S11126；

步驟S11126：判斷(即是否A_NCn的第r列元素之和為0，即機械功率耦合單元Cn是否存在受力端G_C(r))，如果是，則進入步驟S11129，如果否，則進入步驟S11127；

步驟S11127：Temp(j,b)＝A_NCn(j,r),j＝1,2,…,J_Cn，將A_NCn的第r列賦給臨時變量Temp的第b列；

步驟S11128：變量b加1：b＝b+1；

步驟S11129：循環(huán)變量r加1：r＝r+1；

步驟S11130：將臨時變量Temp的值賦給A_NCn。

根據(jù)機械功率耦合單元轉速分析方程系數(shù)矩陣的生成流程可以得到本實施例中機械功率耦合單元C1的系數(shù)矩陣A_NC1為：

步驟S112：利用機械功率耦合單元轉速分析方程進行轉速分析，獲得各受力端的轉速向量X_NCn。

機械功率耦合單元轉速分析方程為：

那么，方程的解為：

X_NCn＝A_NCn^-1b_NCn

本實施例中機械功率耦合單元C1的轉速分析方程為：

利用機械功率耦合單元轉速分析方程可以得到轉速向量X_NC1為：

X_NC1＝[-44.8,444.8,322.4,44.8,444.8,344.8,-44.8,44.8,444.8,322.4,344.8]^T

步驟S113：利用機械功率耦合單元結構描述矩陣和轉速向量獲得轉速矩陣N_Cn。

定義點乘運算

式中，E∈R^U×W，F(xiàn)∈R^U×W，運算規(guī)則為將E、F中的對應元素做乘法運算，即：

S(u,w)＝E(u,w)*F(u,w),u＝1,2,…,U.w＝1,2,…,W.

剔除結構描述矩陣Q_Cn中全部為零的列，N_Cn計算方法為：

共J_Cn行

本實施例中機械功率耦合單元C1的轉速矩陣N_C1為：

步驟S114：利用生成機械功率耦合單元扭矩分析方程的系數(shù)矩陣A_MCn，流程如附圖11所示。

步驟S11401：輸入機械功率耦合單元Cn的參數(shù)：結構描述矩陣Q_Cn、行星排向量K_Cn；

步驟S11402：獲得機械功率耦合單元Cn的行星排數(shù)目N_Cn，N_Cn等于行星排向量K_Cn中的元素的數(shù)量；

步驟S11403：系數(shù)矩陣A_MCn的第1行和第2行為：

步驟S11404：系數(shù)矩陣A_MCn的第3～6行為：

A_MCn(3,1)＝K_Cn(1),A_MCn(3,2)＝-1,A_MCn(3,r)＝0,r＝3,4,…,14

A_MCn(4,1)＝1+K_Cn(1),A_MCn(4,3)＝1,A_MCn(4,r)＝0,r＝2,…,14,且r≠3

A_MCn(5,1)＝K_Cn(2),A_MCn(5,2)＝-1,A_MCn(5,r)＝0,r＝3,4,…,14

A_MCn(6,1)＝1+K_Cn(2),A_MCn(6,3)＝1,A_MCn(6,r)＝0,r＝2,…,14,且r≠3

步驟S11405：記錄系數(shù)矩陣A_NCn需要生成下一行的行號：y＝7；

步驟S11406：判斷N_Cn是否等于3，如果是，則進入步驟S11407；如果否，則進入步驟S11409；

步驟S11407：系數(shù)矩陣A_MCn的第y和第y+1行為：

A_MCn(y,1)＝K_Cn(3),A_MCn(y,2)＝-1,A_MCn(y,r)＝0,r＝3,4,…,14

A_MCn(y+1,1)＝K_Cn(3),A_MCn(y+1,2)＝-1,A_MCn(y+1,r)＝0,r＝3,4,…,14

步驟S11408：系數(shù)矩陣A_MCn需要生成下一行的行號y加2：y＝y(tǒng)+2；

步驟S11409：為循環(huán)變量j賦初值：j＝1；

步驟S11410：判斷變量j是否大于機械功率耦合單元Cn結構描述矩陣Q_Cn的總行數(shù)J_Cn，如果是，則進入步驟S11414，如果否，則進入步驟S11411；

步驟S11411：系數(shù)矩陣A_MCn的第y行為：

A_MCn(y,r)＝Q_Cn(j,r),r＝1,2,…,14

步驟S11412：系數(shù)矩陣A_MCn需要生成下一行的行號y加1：y＝y(tǒng)+1；

步驟S11413：循環(huán)變量j加1：j＝j+1；

步驟S11414：為循環(huán)變量r賦初值：r＝1，為變量b賦初值：b＝1；

步驟S11415：判斷r>14？(即是否超出A_MCn的總列數(shù))，如果是，則進入步驟S11420，如果否，則進入步驟S11416；

步驟S11416：判斷(即是否A_MCn的第r列元素之和為0，即機械功率耦合單元Cn是否存在受力端G_C(r))，如果是，則進入步驟S11419，如果否，則進入步驟S11417；

步驟S11417：Temp(j,b)＝A_MCn(j,r),j＝1,2,…,J_Cn，將A_MCn的第r列賦給臨時變量Temp的第b列；

步驟S11418：變量b加1：b＝b+1；

步驟S11419：循環(huán)變量r加1：r＝r+1；

步驟S11420：將臨時變量Temp的值賦給A_MCn。

根據(jù)機械功率耦合單元扭矩分析方程系數(shù)矩陣的生成流程可以得到本實施例中機械功率耦合單元C1的系數(shù)矩陣A_MC1為：

步驟S115：利用機械功率耦合單元扭矩分析方程進行扭矩分析，獲得各受力端的扭矩向量X_MCn。

機械功率轉換單元扭矩分析方程為：

那么，方程的解為：

X_MCn＝A_MCn^-1b_MCn

機械功率耦合單元C1的扭矩分析方程為：

利用機械功率耦合單元扭矩分析方程可以得到扭矩向量X_MC1為：

X_MC1＝[446,1338.1,-1784.1,-968.8,-2906.3,3875,-446,968.8,1568.2,1784.1,-3875]^T

步驟S116：利用機械功率耦合單元結構描述矩陣和扭矩向量獲得扭矩矩陣M_Cn。

剔除結構描述矩陣Q_Cn中全部為零的列，M_Cn計算方法為：

共J_Cn行

本實施例中機械功率耦合單元C1的扭矩矩陣M_C1為：

步驟S117：利用機械功率耦合單元轉速矩陣及扭矩矩陣獲得功率矩陣P_Cn(kW)，單元內部各構件各受力端的功率矩陣：

本實施例中機械功率耦合單元C1的功率矩陣P_C1為：

步驟S118：根據(jù)功率矩陣繪制機械功率耦合單元功率流圖。

功率矩陣中單元內各構件受力點功率數(shù)值為正代表輸入功率，數(shù)值為負代表輸出功率。與此相反，當分析功率在行星排中的流向時，數(shù)值為正代表輸出功率，數(shù)值為負代表輸入功率。在功率流圖中，用箭頭表示功率流動的方向。在同一構件中，箭頭由功率數(shù)值為正的受力端指向功率數(shù)值為負的受力端。在一個行星排中，箭頭由功率數(shù)值為負的受力端指向功率數(shù)值為正的受力端。

本實施例中機械功率耦合單元C1的功率流圖如附圖17所示。有四路功率流入機械功率耦合單元C1：數(shù)值為2.1kW的功率由第一輸入端G_C(10)流入機械功率耦合單元C1，數(shù)值為4.5kW的功率由第二輸入端G_C(11)流入機械功率耦合單元C1，數(shù)值為73.1kW的功率由第三輸入端G_C(12)流入機械功率耦合單元C1，數(shù)值為60.2kW的功率由第一輸出端G_C(13)流入機械功率耦合單元C1。為了便于描述分別將四路功率稱為第一路功率、第二路功率、第三路功率及第四路功率。第一路功率經過第一行星排太陽輪G_C(1)，第四路功率經過第一行星排行星架G_C(3)，兩路功率在第一行星排齒圈G_C(2)匯合成大小為62.3kW的功率，然后與第三路功率在第二行星排齒圈G_C(5)匯合成大小為135.4kW的功率。第二路功率經過第二行星排太陽輪G_C(4)與大小為135.4kW的功率在第二行星排行星架G_C(6)匯合成大小為139.9kW的功率，最終由第二輸出端G_C(14)流出機械功率耦合單元C1。總結起來共有四路功率到達第二輸出端G_C(14)的通道分別為：G_C(10)→G_C(1)→G_C(2)→G_C(5)→G_C(6)→G_C(14)、G_C(11)→G_C(4)→G_C(6)→G_C(14)、G_C(12)→G_C(5)→G_C(6)→G_C(14)、G_C(13)→G_C(3)→G_C(2)→G_C(5)→G_C(6)→G_C(14)。

步驟S12：進行機械功率轉換單元T8的功率流分析；機械功率轉換單元T8功率流分析參照機械功率轉換單元功率流分析流程，在步驟S7中已做詳細說明。

本實施例中機械功率轉換單元T8的輸入端輸出端的轉速和扭矩分別為：

N_outT8＝44.8r/min,M_outT8＝-1484.8N.m,P_outT8＝-6.6kW

N_inT8＝44.8r/min,M_inT8＝1484.8N.m,P_inT8＝6.6kW

本實施例中機械功率轉換單元T8的功率流圖如附圖18所示，由輸入端流入功率6.6kW，由輸出端流出功率6.6kW。

步驟S13：進行機電功率轉換單元M1的功率流分析；

機電功率轉換單元的功率流分析流程為：

機電功率轉換單元Mp的功率矩陣P_mep為：

P_mep＝[P_ep,P_mp]

P_m1＝-P_inT8，P_m2＝-P_inT1，P_m3＝-P_inT2

式中，P_ep為機電功率轉換單元Mp輸入端電功率，kW；P_mp為機電功率轉換單元Mp輸出端機械功率，kW。P_mp＜0表示該單元吸收電功率，輸出機械功率(如工作在電動工況的電機)，在功率流圖中表現(xiàn)為輸入端電功率流入機電功率轉換單元Mp，輸出端機械功率流出機電功率轉換單元Mp；P_mp＞0表示該單元吸收機械功率，輸出電功率(如工作在發(fā)電工況的電機)，在功率流圖中表現(xiàn)為輸入端電功率流出機電功率轉換單元Mp，輸出端機械功率流入機電功率轉換單元Mp。兩種情況下的功率流圖如附圖12所示。

本實施例中，機電功率轉換單元M1的功率矩陣P_me1為：

P_me1＝[7.3,-6.6]

機電功率轉換單元M1的功率流圖如附圖19所示，由輸入端吸收電功率7.3kW，由輸出端輸出機械功率6.6kW。

步驟S14：根據(jù)機電復合傳動系統(tǒng)結構代碼判斷是否存在機械功率耦合單元C2，若存在，則進入步驟S15，若不存在，則進入步驟S16；

若機電復合傳動系統(tǒng)結構代碼第六個元素為F(6)＝1，則表示存在機械功率耦合單元C2，進入步驟S16；若F(6)＝0，則表示不存在機械功率耦合單元C2。

在本實施例中F(6)＝0，不存在機械功率耦合單元C2。

步驟S15：進行機械功率耦合單元C2的功率流分析；機械功率耦合單元C2功率流分析參照機械功率耦合單元功率流分析流程，在步驟S11中已做詳細說明。

步驟S16：相關變量賦值；

對以下變量進行賦值：

若既不存在C2，也不存在C1：

N_outT1＝N_inT4,N_outT2＝N_inT5

M_outT1＝-M_inT4,M_outT2＝-M_inT5

P_outT1＝-P_inT4,P_outT2＝-P_inT5

若不存在C2，存在C1：

在本實施例中不存在機械功率耦合單元C2，而存在機械功率耦合單元C1，對以下變量進行賦值：

N_outT1＝444.8r/min,N_outT2＝444.8r/min

M_outT1＝-1568.2N.m,M_outT2＝-1568.2N.m

P_outT1＝-73.1kW,P_outT2＝-73.1kW

步驟S17：根據(jù)機電復合傳動系統(tǒng)結構代碼判斷是否存在機電功率轉換單元M2，若存在則進入步驟S18，若不存在，則進入步驟S20；

若機電復合傳動系統(tǒng)結構代碼第一個元素為F(1)＝1，則表示存在機電功率轉換單元M2；若F(1)＝0，則表示不存在機電功率轉換單元M2。

本實施例中F(1)＝1，則表示存在機電功率轉換單元M2。

步驟S18：進行機械功率轉換單元T1的功率流分析；機械功率轉換單元T1功率流分析參照機械功率轉換單元功率流分析流程，在步驟S7中已做詳細說明。

本實施例中機械功率轉換單元T1的輸入端輸出端的轉速和扭矩分別為：

N_outT1＝444.8r/min,M_outT1＝-1568.2N.m,P_outT1＝-73.1kW

N_inT1＝444.8r/min,M_inT1＝1568.2N.m,P_inT1＝73.1kW

本實施例中機械功率轉換單元T1的功率流圖如附圖20所示，由輸入端流入功率73.1kW，由輸出端流出功率73.1kW。

步驟S19：進行機電功率轉換單元M2的功率流分析；機電功率轉換單元M2功率流分析參照機電功率轉換單元功率流分析流程，在步驟S13中已做詳細說明。

本實施例中，機電功率轉換單元M2的功率矩陣P_me2為：

P_me2＝[81.2,-73.1]

機電功率轉換單元M2的功率流圖如附圖21所示，由輸入端吸收電功率81.2kW，由輸出端輸出機械功率73.1kW。

步驟S20：根據(jù)機電復合傳動系統(tǒng)結構代碼判斷是否存在機電功率轉換單元M3，若存在則進入步驟S21，若不存在，則進入步驟S23；

若機電復合傳動系統(tǒng)結構代碼第二個元素為F(2)＝1，則表示存在機電功率轉換單元M3；若F(2)＝0，則表示不存在機電功率轉換單元M3。

本實施例中，F(xiàn)(2)＝0，則表示不存在機電功率轉換單元M3，進入步驟S23。

步驟S21：進行機械功率轉換單元T2的功率流分析；機械功率轉換單元T2功率流分析參照機械功率轉換單元功率流分析流程，在步驟S7中已做詳細說明。

步驟S22：進行機電功率轉換單元M3的功率流分析；機電功率轉換單元M3功率流分析參照機電功率轉換單元功率流分析流程，在步驟S13中已做詳細說明。

步驟S23：根據(jù)機電復合傳動系統(tǒng)結構代碼判斷是否存在機械功率轉換單元T3，若存在則進入步驟S24，若不存在，則進入步驟S25；

若機電復合傳動系統(tǒng)結構代碼第五個元素為F(5)＝1，則表示存在機械功率轉換單元T3；若F(5)＝0，則表示不存在機械功率轉換單元T3。

本實施例中，F(xiàn)(5)＝0，則表示不存在機械功率轉換單元T3，進入步驟S25。

步驟S24：進行機械功率轉換單元T3的功率流分析；機械功率轉換單元T3功率流分析參照機械功率轉換單元功率流分析流程，在步驟S7中已做詳細說明。

步驟S25：輸出功率流分析結果。參照所分析的機電復合傳動裝置的結構簡圖將各個功能單元的功率流圖進行連接得到整個裝置的功率流圖。

本實施例的機電復合傳動裝置的功率流圖如附圖22所示。分別對應四路流入機械功率耦合單元C1的功率：由機電功率轉換單元M1將7.3kW電功率轉換為6.6kW機械功率，然后分成兩路功率，一路大小為2.1kW的功率進入機械功率耦合單元C1的第一輸入端G_C(10)，成為第一路功率，另一路大小為4.5kW進入機械功率耦合單元C1的第二輸入端G_C(11)，成為第二路功率；由機電功率轉換單元M2將81.2kW電功率轉換為73.1kW機械功率，進入機械功率耦合單元C1的第三輸入端G_C(12)，成為第三路功率；功率源單元R1從地面吸收62.7kW功率經過機械功率轉換單元T6、T4后，大小變?yōu)?0.2kW，進入功率耦合單元C1的第一輸出端G_C(13)，成為第四路功率。機械功率耦合單元C1輸出139.9kW的功率經過機械功率轉換單元T5、T7后，大小變?yōu)?34.3kW，通過功率源單元R2輸出至地面。

以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進行修改或者等同替換，而這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均在申請待批的本發(fā)明的權利要求保護范圍之內。