前言

機電復合傳動系統在車輛中的應用十分廣泛。在民用汽車領域，電動汽車是解決日益嚴重的環境污染問題和石油資源危機的有效途徑，各國都在大力發展電動汽車技術，并已推出多款產品；在軍用汽車領域，采用機電復合傳動系統能夠提高車輛機動性和車輛平臺電氣化水平，為新型電能武器提供應用條件等。

車輛機電傳動系統由驅動電機、發動機以及機械傳動構件組成，是一種典型的機電耦合系統。在實際運行過程中，表征系統運行特征的各參量之間相互影響，改變其中某個特征參量會引起其它部分或全部參量發生變化，各個子系統之間存在著復雜的耦合關系。在工程實際中，這種“機電耦合”效應使機電傳動系統表現出十分復雜的動力學特性，而且車用電機及其機械傳動部件各種機械振動的頻率相互疊加，給傳動系統的振源定位與減振設計帶來了諸多困難。車用電機動力性能的變化會直接導致機電系統運行不穩定，特別是當電機轉速與機械機構的臨界轉速相等或接近時，容易引起共振現象，由于車用電機具有轉速范圍寬的特點，所以更容易出現失穩和共振現象。因此，需要綜合考慮機、電、磁之間的耦合關系，系統地研究機電傳動系統轉子軸系的振動問題，分析轉子在一定邊界條件與運行工況下機械和電磁耦合作用的振動特性，揭示機、電、磁參數的耦合機理，研究影響機電耦合作用下轉子軸動力特性的諸多因素，進而為機電系統設計、安全運行和故障診斷奠定理論基礎。

目前，針對車輛機電傳動系統的研究與設計中，大多仍將機械系統和電氣系統分開，這樣制約了傳動系統中某些交叉領域問題的解決。一直以來，這個嶄新的交叉領域缺乏針對性強的專業參考書，本書正是為解決這類車輛機電復合傳動系統的機電耦合效應引起的動力學與控制的問題提供參考。

全書共分5章。第1章作為緒論，主要介紹車輛機電傳動系統機電耦合動力學及其控制研究的必要性、研究現狀以及該領域的研究思路。第2章主要介紹機電傳動系統中永磁同步電機機電耦合電磁振動特征，分別研究永磁同步電機運行時氣隙磁場空間諧波與時間諧波對電磁振動的影響規律，揭示電磁振動產生的機理；基于機、電、磁的相互耦合關系，研究機械擾動與轉子偏心影響電磁振動頻率特征的規律。第3章主要介紹了機電傳動系統機械-電磁耦合轉子扭轉振動特性，建立了機、電、磁相互耦合的動力學方程，揭示機電耦合對扭轉振動的耦合機理，分析其對轉子軸固有特性的影響，研究機械-電磁耦合轉子扭轉振動特性，最后提出轉子扭轉的穩定運行條件。第4章主要介紹非均勻氣隙下機械-電磁耦合轉子橫向動力學特性，揭示機電耦合機理，分析機電耦合對轉子固有頻率的影響，研究機電耦合動力學規律，提出轉子橫向運動穩定性條件與控制方法。第5章基于拉格朗日-麥克斯韋理論構建機電傳動系統的多重耦合動力學模型，最后通過非線性動力學理論分析多重機電耦合動力學規律，并提出了主動控制方法。

本書在完成過程中得到了國家自然科學基金項目（項目編號：U1864210）、中國博士后科學基金特別資助項目（2019T120813）、中國博士后科學基金面上資助項目（2018M643420）、重慶市教委科學技術研究項目（KJZD-K202101301）與機械傳動國家重點實驗室開放基金項目（SKLMT-KFKT-201804）的資助。同時本書還采用了本書第一作者在北京理工大學讀博期間相關研究成果，感謝北京理工大學特種車輛研究所苑士華教授與重慶文理學院羅天洪教授對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（集團）有限責任公司博士后工作站與重慶文理學院對學術專著出版的支持與資助。

車輛機電復合傳動系統機電耦合動力學與控制技術涉及知識面廣，既涉及傳統汽車的知識，又涉及機、電、磁、控制等方面的技術，由于作者水平有限，書中難免存在不足之處，敬請廣大讀者批評指正。

作者