機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)在車輛中的應(yīng)用十分廣泛。在民用汽車領(lǐng)域，電動(dòng)汽車是解決日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題和石油資源危機(jī)的有效途徑，各國都在大力發(fā)展電動(dòng)汽車技術(shù)，并已推出多款產(chǎn)品；在軍用汽車領(lǐng)域，采用機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)能夠提高車輛機(jī)動(dòng)性和車輛平臺(tái)電氣化水平，為新型電能武器提供應(yīng)用條件等。
車輛機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)以及機(jī)械傳動(dòng)構(gòu)件組成，是一種典型的機(jī)電耦合系統(tǒng)。在實(shí)際運(yùn)行過程中，表征系統(tǒng)運(yùn)行特征的各參量之間相互影響，改變其中某個(gè)特征參量會(huì)引起其它部分或全部參量發(fā)生變化，各個(gè)子系統(tǒng)之間存在著復(fù)雜的耦合關(guān)系。在工程實(shí)際中，這種“機(jī)電耦合”效應(yīng)使機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)表現(xiàn)出十分復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)特性，而且車用電機(jī)及其機(jī)械傳動(dòng)部件各種機(jī)械振動(dòng)的頻率相互疊加，給傳動(dòng)系統(tǒng)的振源定位與減振設(shè)計(jì)帶來了諸多困難。車用電機(jī)動(dòng)力性能的變化會(huì)直接導(dǎo)致機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，特別是當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速與機(jī)械機(jī)構(gòu)的臨界轉(zhuǎn)速相等或接近時(shí)，容易引起共振現(xiàn)象，由于車用電機(jī)具有轉(zhuǎn)速范圍寬的特點(diǎn)，所以更容易出現(xiàn)失穩(wěn)和共振現(xiàn)象。因此，需要綜合考慮機(jī)、電、磁之間的耦合關(guān)系，系統(tǒng)地研究機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)子軸系的振動(dòng)問題，分析轉(zhuǎn)子在一定邊界條件與運(yùn)行工況下機(jī)械和電磁耦合作用的振動(dòng)特性，揭示機(jī)、電、磁參數(shù)的耦合機(jī)理，研究影響機(jī)電耦合作用下轉(zhuǎn)子軸動(dòng)力特性的諸多因素，進(jìn)而為機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安全運(yùn)行和故障診斷奠定理論基礎(chǔ)。
目前，針對(duì)車輛機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)中，大多仍將機(jī)械系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)分開，這樣制約了傳動(dòng)系統(tǒng)中某些交叉領(lǐng)域問題的解決。一直以來，這個(gè)嶄新的交叉領(lǐng)域缺乏針對(duì)性強(qiáng)的專業(yè)參考書，本書正是為解決這類車輛機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)電耦合效應(yīng)引起的動(dòng)力學(xué)與控制的問題提供參考。
全書共分 5章。第 1章作為緒論，主要介紹車輛機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)電耦合動(dòng)力學(xué)及其控制研究的必要性、研究現(xiàn)狀以及該領(lǐng)域的研究思路。第 2 章主要介紹機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)中永磁同步電機(jī)機(jī)電耦合電磁振動(dòng)特征，分別研究永磁同步電機(jī)運(yùn)行時(shí)氣隙磁場空間諧波與時(shí)間諧波對(duì)電磁振動(dòng)的影響規(guī)律，揭示電磁振動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)理；基于機(jī)、電、磁的相互耦合關(guān)系，研究機(jī)械擾動(dòng)與轉(zhuǎn)子偏心影響電磁振動(dòng)頻率特征的規(guī)律。第 3 章主要介紹了機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械 -電磁耦合轉(zhuǎn)子扭轉(zhuǎn)振動(dòng)特性，建立了機(jī)、電、磁相互耦合的動(dòng)力學(xué)方程，揭示機(jī)電耦合對(duì)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的耦合機(jī)理，分析其對(duì)轉(zhuǎn)子軸固有特性的影響，研究機(jī)械 -電磁耦合轉(zhuǎn)子扭轉(zhuǎn)振動(dòng)特性，后提出轉(zhuǎn)子扭轉(zhuǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行條件。第 4章主要介紹非均勻氣隙下機(jī)械 -電磁耦合轉(zhuǎn)子橫向動(dòng)力學(xué)特性，揭示機(jī)電耦合機(jī)理，分析機(jī)電耦合對(duì)轉(zhuǎn)子固有頻率的影響，研究機(jī)電耦合動(dòng)力學(xué)規(guī)律，提出轉(zhuǎn)子橫向運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性條件與控制方法。第 5章基于拉格朗日 -麥克斯韋理論構(gòu)建機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的多重耦合動(dòng)力學(xué)模型，后通過非線性動(dòng)力學(xué)理論分析多重機(jī)電耦合動(dòng)力學(xué)規(guī)律，并提出了主動(dòng)控制方法。
本書在完成過程中得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)： U1864210）、中國博士后科學(xué)基金特別資助項(xiàng)目（ 2019T120813）、中國博士后科學(xué)基金面上資助項(xiàng)目（ 2018M643420）、重慶市教委科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目（ KJZD-K202101301）與機(jī)械傳動(dòng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目（ SKLMT-KFKT-201804）的資助。同時(shí)本書還采用了本書作者在北京理工大學(xué)讀博期間相關(guān)研究成果，感謝北京理工大學(xué)特種車輛研究所苑士華教授與重慶文理學(xué)院羅天洪教授對(duì)本書的撰寫提供的許多寶貴資料與建議。本書還要感謝重慶長安工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司博士后工作站與重慶文理學(xué)院對(duì)學(xué)術(shù)專著出版的支持與資助。
車輛機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)電耦合動(dòng)力學(xué)與控制技術(shù)涉及知識(shí)面廣，既涉及傳統(tǒng)汽車的知識(shí)，又涉及機(jī)、電、磁、控制等方面的技術(shù)，由于作者水平有限，書中難免存在不足之處，敬請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。
作　者