摘要：对于上肢运动障碍的脑卒中患者,上肢康复外骨骼是弥补人工康复训练不足、降低医师工作强度的关键设备。针对盂肱关节的瞬变转心属性,采用高等机构学理论,对上肢康复外骨骼进行构型综合,综合出多种肩关节环链Θs和肘前臂环链Θef构型组合,基于构型优选原则,遴选出人机相容性较好的兼容型外骨骼构型。在此基础上,设计并研制含重力平衡系统的上肢康复外骨骼Co-Exos,将弹性元件引入被动滑动副,以改善引入被动关节而产生的不确定性和运动协同性。基于盂肱关节的运动学模型,建立了肩关节环链Θs的人机相容性模型,同时,提出一种追踪和补偿盂肱关节竖直方向位移的方法,将外骨骼Co-Exos与上臂简化为变杆长的导杆机构,推导出被动副的运动学模型。搭建人机相容性试验平台,测量人体上肢在抬升过程中被动副的位移曲线,通过与被动副的理论位移曲线对比可知,肩关节环链Θs和兼容型人机闭链均可补偿与追踪盂肱关节大部分空间位移变化,尤其对竖直方向位移补偿效果最佳,因此,外骨骼Co-Exos与人体上肢具有较好的人机相容性。

摘要：针对一种上肢康复外骨骼,提出了2种被动人-机重力平衡策略,以减小关节负载力矩、降低驱动电机功率.采用2套零初长弹簧单元作为重力平衡装置,以人-机系统在任意位姿下的势能总和保持恒定为理论依据,推导出人-机系统的完全重力平衡模型.为简化平衡系统及避免发生干涉,仅引入单套零初长弹簧单元,以人-机系统在给定运动范围内势能变化最小为优化目标,施以约束条件,对弹簧安装位置及劲度系数进行优化设计,实现人-机系统的部分重力平衡.通过计算人-机系统各位姿下的关节力矩,对2种平衡方式下的算例进行了对比分析.结果表明:完全平衡后各关节重力矩被完全消除,部分平衡后各关节重力矩被大部分消除,验证了2种平衡策略的合理性.

摘要：铝引线键合点脱落和焊剂层剥离是IGBT模块两种主要的失效形式。失效形式的失效程度不同,则IGBT的温度特性也不同。本文给出了一种基于热电耦合有限元模型分析IGBT模块失效形式的失效程度与其温度之间关系的数值模拟方法,比较了两种失效形式对IGBT性能的影响程度。研究结果表明:在施加相同的载荷条件和边界条件下,键合点脱落对器件的性能影响程度更高。这种方法及研究结果有助于功率模块设计人员评估IGBT模块失效形式对于模块性能的影响程度、判断失效、制订失效标准以及IGBT模块的优化设计。

摘要：在分析车用电机驱动器直流侧电容传统设计方法的缺陷和选取主要考虑因数的基础上,研究采用新型膜电容的功率主回路换流暂态过程.在PSpice环境下建立考虑功率主回路主要寄生参数的精确车用电机驱动器电路模型,包括基于PNGV电路的蓄电池组子模型、直流侧电容子模型、叠层母线排子模型、三相全桥功率模块子模型和负载子模型,并通过FLUKEPM6304可编程LCR测试仪和器件数据手册相结合的方法抽取各寄生参数.最后搭建一台采用膜电容的80kW车用驱动器进行试验.仿真和试验结果均表明在蓄电池组作为电源输入情况下,直流侧电容的选取主要依据其提供纹波电流的大小,而容值相对可以选取较小,减小直流侧电容设计的车用电机驱动器功率密度提高至13kW/L,功率比质量提高至11kW/kg.

摘要：针对IGBT模块由于电流超出安全工作区而损坏的问题,设计了一种基于HCPL-316J驱动芯片的低成本高可靠性IGBT驱动电路,详细分析了过流保护时驱动电路的工作过程,之后通过Pspice软件建立了驱动电路的仿真模型,最后通过实验验证了驱动电路过流保护理论分析和仿真模型的正确性。

摘要：基于国内封装厂商的六合一IGBT模块GD450HTT60C7S,额定值为450A/600V。采用某款驱动IC设计了该IPM模块的智能驱动和保护电路,实现了包括控制电压源欠压保护、过流/短路保护和过温保护功能。IPM的控制接口采用较为常用的方形截面的排针结构,与高压相连的驱动电源和低压的PWM信号在空间上充分隔离。该IPM已经成功用于一款高功率密度的车用集成控制器。

摘要：不管是纯电动、混合动力还是燃料电池汽车,电机驱动系统需求都应该满足高功率密度、高效、高可靠性和低成本的要求,为了满足这些要求,电动汽车多采用永磁同步电机和高功率密度集成控制器。文章总结了中国自1996年以来电动汽车,特别是其电机驱动系统的发展,提出了高功率密度集成控制器的研发,重点阐述其控制器的性能设计、变工况母线支撑电容设计以及叠层母排设计。试验表明使用2个220μF膜电容并联的控制器能够驱动80 kW的电机,其功率体积比达到13.3 kW/L,系统最大效率达到92%。

摘要：为了获得电动汽车电机驱动系统可靠性考核中需要的关键参数,本文提出了一中基于CAN总线的车载测试系统的设计,并详细介绍了系统硬件构成和软件设计,同时对CAN总线的实现和系统误差进行研究。该系统能够同步采集模拟信号和CAN总线信号。而且该系统已经安装于北京121路公交车中的纯电动大客车上,连续无故障的运行了5个月,证明该系统具有高可靠性和强抗干扰能力。

摘要：由于交流异步电机结构简单、坚固、控制性能好，因而广泛用于电动汽车驱动。本文概述了科技奥运项目研制的纯电动大客车交流异步电机驱动系统结构设计、硬件设计和矢量控制策略，同时详细阐述了基于DSP和CAN总线的全数字控制系统的实现方法。最后实验结果表明系统满足纯电动大客车的性能要求，而且该系统具有功率密度比高、低噪声、动态响应性能佳、运行平稳、效率高等特点。采用该系统的纯电动大客车（满载17吨）最高时速80km／h，最大爬坡度20％，0—60km／h加速时间23秒，并且该车从2005年6月开始一直在北京121公交线载客示范运营。