纯电动车能量回馈悬架系统设计

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能量回馈式主动悬架研究

能量回馈式主动悬架研究
量进行 主 动减振控 制 的功 能L 。国 内学 者喻凡 等对 3 ]
关键 词 : 能量 回馈 ; 主动悬 架 ; 等效阻 尼系数 ; 能
量 平 衡 中 图 分 类 号 : 6 U2 0 文献 标识 码 : A
文章 编号 :0 1 2 7 2 O ) 2 0 7 3 1 0 —2 5 ( O 8 0 ~0 0 —0
摘 要 : 出一 类新 的 主动 悬架 系统 , 为“ 提 称 能量 回馈式 主动 悬架 系统 ” 。它 的特 点是 在 对 悬 架进 行
减振 的 同 时 ,将 悬 架 振 动 的 能 量 吸 收 ,转 化 为 电 能
0 引 言
悬 架 系统 是关 系 到 车辆 运 行 品质 的关 键 部件 , 它决定 乘坐 的舒适 性和车辆 运行 的稳定 性 。 目前 车
能量 回馈式 主 动悬 架 系统 主要 由直 流电机作 动
器、 微机 控制 系 统 和 电能 存 储 系统 构 成 , 图 1所 如
示 。直流 电机作 动 器 既 当作 阻 尼器 又 当作 作 动器 。
当它作为 阻尼器 时 , 它成为 一个直 流发 电机 , 把振 动
t ms do t r q ie le e g Fora 2一DOF sng e i l whe ls s e , he c nfgu a i nd prncpl e y t m t o i r ton a i i e
辆 的悬 架系统 主要 有 被 动悬 架 , 主动 悬 架 和主 动 半 悬 架 。主动悬 架 比半 主动 和被动悬 架拥有更 好 的隔
储存起 来 , 并可 将存储 的能 量 用 于作 动 器产 生 主 动 控制作 用 力 , 因此 不 需要 外部 提供 能量 。 以单轮 两

能量回馈式主动悬挂系统研究

能量回馈式主动悬挂系统研究

Re e r h o n En r y r g n r t e Ac i e S s e so o h ce s a c n a e g ・ e e e a i tv u p n i n f r Ve il s v
L AN Jn —h , I G ig z i S HAO C u — n h nmig
21 00年第 1 期
车 辆 与 动 力 技 术
V h ce& P we e h oo y e il o r c n lg T
总第 17期 1
文 章 编 号 :10 4 8 (0 0 o 一 0 5一 4 0 9— 6 7 2 1 ) l 0 5 o
能量 回馈 式 主动 悬挂 系统研 究
梁经 芝 , 邵 春 鸣
( 中国北方车辆研究所 ,北京 10 7 ) 00 2

要 : 出了一类新的主动悬挂 系统—— 能量 回馈式主动悬挂系统 ,其 特点是在对车辆进行减 振的同时 ,将车 提
辆的振动能量吸收 ,转化为 电能贮存起来 ,并可将 存贮 的能量用于执 行器产生 主动控制作用 力 ,克服了主动悬
并 利用振 动 中的能量 ,如 Wed 1G. n e. R等人 研究 了
上 ,对 能量 回馈式 主动悬挂 系统 的控制算 法和驱 动 蓄能 电路 进行 了改进 .采 用 P WM 全 桥 四象 限 电路
悬 挂系统决 定 车辆 的乘坐舒 适性 和平顺 性 .目
前车辆 的悬挂 系统 主要有 被动悬 挂 、半 主动 悬挂 和
主动减 振控 制 的功 能 J 内学者 喻凡 等对 能量 回 .国
馈 式 主动悬架 进行 了可行 性分 析 J 文在 此基 础 .本
主动悬 挂 .主动 悬挂 比半 主动悬 挂和被 动悬挂拥 有 更 好 的减 振效 果 J ,但 传 统 的 主 动 悬 挂 需 要 消 耗 大量 的能量 .目前一些 国外学 者正 在研究 如何 吸收

电动车悬架系统设计

电动车悬架系统设计

电动车悬架系统设计引言随着电动车的快速开展和普及,悬架系统设计变得越来越重要。

悬架系统直接关系到电动车的操控性、乘坐舒适性和平安性。

本文将介绍电动车悬架系统的设计原理、常见类型和相关优化技术。

设计原理悬架系统的设计目标是在各种路况下提供稳定的车身控制、减震和保持车轮与地面的接触。

电动车悬架系统的设计原理与传统汽车的悬架系统相似,但也有一些特殊考虑。

例如,电动车的电池重量可能会影响车辆的重心位置,因此需要在设计中考虑到这一因素。

常见类型前悬架系统前悬架系统是电动车前车轮的悬架系统。

常见的前悬架类型包括麦弗逊悬架、双叉臂悬架和独立悬架。

麦弗逊悬架是最常见的前悬架类型,它具有简单的结构和良好的操控性。

双叉臂悬架提供更好的悬挂性能和更高的操控性,但结构更加复杂。

独立悬架那么是一种相对高端的前悬架类型,可以提供更高的悬挂性能和乘坐舒适性。

后悬架系统后悬架系统是电动车后车轮的悬架系统。

常见的后悬架类型包括扭力梁悬架、多连杆悬架和独立悬架。

扭力梁悬架是最简单、本钱最低的后悬架类型,但悬挂性能较差。

多连杆悬架可以提供较好的悬挂性能和车身控制,但结构复杂。

独立悬架在后悬架系统中也可以应用,提供最高的悬挂性能和乘坐舒适性。

相关优化技术轻量化设计电动车的悬架系统设计需要考虑到车辆的动力性能和续航里程。

轻量化设计可以减少悬架系统的质量,从而降低车辆的整体质量,提高车辆的续航里程。

主动悬架系统主动悬架系统可以根据路面状况和驾驶员需求实时调整悬架系统的硬度和高度。

这可以提高车辆的悬挂性能和乘坐舒适性。

智能控制系统智能控制系统可以通过传感器和算法来监测和分析路面信息,然后根据路面情况调整悬架系统的参数。

这可以提高车辆的操控性和平安性。

动态悬架调节动态悬架调节可以根据车速和驾驶模式来调整悬架系统的参数。

例如,当车辆行驶在高速公路上时,悬架系统可以自动调整为更硬的设置,提高操控性。

而当车辆行驶在崎岖的山路上时,悬架系统可以自动调整为更软的设置,提高乘坐舒适性。

电磁馈能式悬架方案设计与节能分析

电磁馈能式悬架方案设计与节能分析

电磁馈能式悬架方案设计与节能分析随着科技的进步,电磁馈能式悬架方案的应用越来越广泛,因为它能够提供更好的行驶舒适度和更高的悬架可靠性。

本文将分析电磁馈能式悬架方案的设计和节能性能。

设计方案电磁馈能式悬架是一种基于磁悬浮技术的新型悬架方案,它利用电磁力和永磁力来悬浮车身,从而有效地减少了车辆行驶时与地面的摩擦力。

其主要组成部分包括电磁铁、永磁体、控制器和传感器等。

设计一个电磁馈能式悬架方案需要考虑以下因素:1.悬架的质量和体积:悬架的质量应尽量轻,以减小车辆的自重,从而减小车辆的能耗。

2.永磁体的选择:永磁体应具有足够的磁力,以提供足够的悬浮力,同时也应具有高温度稳定性和长寿命。

3.电磁铁的设计:电磁铁应具有足够的绕组数和电流,以提供足够的电磁力,并且在高速行驶时的热量应得到合理的处理。

4.控制器和传感器的设计:控制器和传感器应能够实时监测车辆的位置和速度,并通过调节电磁铁的电流和永磁体的位置来实现适当的悬浮力。

节能分析相对于传统的液压式悬架,电磁馈能式悬架具有显著的节能优势,主要体现在以下几个方面:1.减小行驶阻力:由于车辆的自重得到减轻,因此行驶阻力也将得到减小。

2.提高车辆能效:由于电磁馈能式悬架能够提供更好的行驶舒适度和更高的悬架可靠性,因此车辆的能效也将得到提高。

3.减少液压损耗:传统的液压式悬架需要通过液压泵和液压缸等部件来实现悬浮,这些部件会带来相应的液压损耗,而电磁馈能式悬架则无需这些部件,可以减少液压损耗。

4.提高能量回收效率:电磁馈能式悬架可以通过车轮负荷的涨落来产生电能,这些能量可以被回收到动力系统中,从而提高车辆的能量利用效率。

总之,电磁馈能式悬架方案的设计和节能性能需要综合考虑多方面因素,它在未来将会成为汽车行业的重要发展方向。

电磁馈能式悬架方案相较于传统悬架方案具有更优秀的性能,不仅存在在节能方面的优秀表现,更为优秀的悬浮性能,让行驶变得更加平稳。

因此,在新能源汽车、高铁等领域,电磁馈能式悬架已成为重点研究对象。

新能源汽车的底盘悬挂系统设计与优化

新能源汽车的底盘悬挂系统设计与优化

新能源汽车的底盘悬挂系统设计与优化随着全球对环境保护的重视和汽车工业的发展,新能源汽车逐渐成为人们关注的焦点。

作为新能源汽车的核心组成部分之一,底盘悬挂系统的设计和优化对车辆性能和乘坐舒适性有着至关重要的影响。

本文将探讨新能源汽车底盘悬挂系统的设计原则、常用类型及优化方法。

一、新能源汽车底盘悬挂系统的设计原则1. 轻量化设计原则新能源汽车底盘悬挂系统的设计应遵循轻量化原则,以减少整车重量,提高能源利用率。

采用轻质材料和结构优化等手段,可以有效降低汽车的能耗和环境污染。

2. 高刚度和高强度底盘悬挂系统的刚度和强度对于保障车辆操控稳定性和乘坐舒适性至关重要。

应通过结构优化和材料选择来提高悬挂系统的刚度和强度,确保在不同路况下的行驶稳定性。

3. 减振和隔振效果底盘悬挂系统应具备良好的减振和隔振性能,以提供舒适的驾乘体验。

采用合适的悬挂结构、减振材料和减振器等技术手段,可有效降低车身对不平路面的共振响应,改善车辆乘坐舒适性。

二、新能源汽车底盘悬挂系统的常用类型1. 独立悬挂系统独立悬挂系统是最常见的底盘悬挂系统类型之一,它将每个车轮的运动独立处理,可根据路况调整各车轮的负荷和运动状态,提供更好的操控性和乘坐舒适性。

2. 半独立悬挂系统半独立悬挂系统是一种经济实用的悬挂系统,适用于一些低功耗、低速度和低质量的新能源汽车。

它通过车身和车轮的连接实现部分悬挂系统的独立运动,降低了成本和车辆重量。

3. 多连杆悬挂系统多连杆悬挂系统采用多个横向和纵向的连杆组成,能够提供更好的悬挂性能和操控性。

它广泛应用于高性能的新能源汽车中,具有出色的动力响应和操控稳定性。

三、新能源汽车底盘悬挂系统的优化方法1. 结构优化底盘悬挂系统的结构优化是提高系统刚度和强度的有效手段。

通过有限元分析和仿真等方法,可以对悬挂系统的结构进行优化,提高整体刚度和强度,以满足对悬挂系统质量和性能的需求。

2. 减振器的优化减振器是底盘悬挂系统中起到减震作用的重要组成部分。

电动车悬架系统设计

电动车悬架系统设计

电动车悬架系统设计电动车悬架系统设计在现代交通工具领域,电动车已成为越来越受欢迎的选择。

与汽油车相比,电动车能够产生更少的污染,同时也具有更高的能效和更少的噪音。

但是,电动车的设计结构需要与常规的汽油车有所不同,这就涉及到了电动车悬架系统的设计。

悬架系统是一辆车的核心组件之一。

它不仅决定着全车的性能特性,还能对驾驶舒适度和稳定性产生很大的影响。

总的来说,一辆车的悬架系统主要由弹簧、减振器、支柱和连接器等部件组成。

设计一个合适的悬架系统能够提高电动车在道路上的稳定性、舒适性和操控性能。

根据电动车的特点,悬架系统应遵循以下原则:1. 重量控制:电动车的电池等组件往往很重,所以悬架系统需要减少重量,从而提高车身刚性和减少碳排放。

2. 可靠性:电动车的运行过程中需要较少维护,因此悬架系统需要设计简单、牢固可靠,减少维护次数。

3. 舒适性:电动车被认为是城市道路的主要运输方式之一,因此悬架系统需要具有较好的隔振效果和强大的抗震性能,以保证驾驶者的舒适感。

4. 稳定性:电动车需要设计出较高的车身平稳度,尤其是在高速行驶时,要在弯道及急刹车时充分发挥悬架系统的作用,以充分保障驾驶者的安全。

基于以上原则,电动车的悬架系统设计应注重以下几个方面:1. 隔振设计:电动车需要具有较好的隔振设计,在行驶过程中减少对驾驶者的影响。

对于防跳、防颠起、减振、吸振器等部件的选择,需要技术人员进行充分考虑和研究。

2. 材料选择:悬架系统需要由轻量、高强度材料构建以提高车身刚性和减少碳排放。

对于如何通过材料技术实现轻量化设计,是电动车悬架系统设计过程中重要的部分,需要在材料的特性、性能、成本等方面进行广泛的研究。

3. 操作性能:悬架是决定操作性能的关键部件之一,特别是驾驶舒适性与稳定性性能。

要设计出稳定性比较强的悬架系统,通过镇定舒适的行驶体验,为驾驶员提供减少疲劳度的舒适驾驶体验。

4. 先进技术应用:利用先进技术提高电动车悬架系统的设计水平,如智能电子技术、先进材料技术、计算仿真技术等,能真正提高悬架系统设计的效率、精度和可靠性。

纯电动汽车悬架系统设计分析

纯电动汽车悬架系统设计分析

工 业 技 术113科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 由于纯电动汽车相比传统型汽车来说,其对生活环境所带来的危害极其微小,因此占有很广泛的发展前景和发展空间。

但是由于纯电动汽车的操控稳定性和行驶平顺性较差,很难达到消费者的需求。

采用纯电动汽车的悬置系统,则可以很好的减缓车身振动,增强其稳定性和平顺性,因此对纯电动汽车悬置系统的设计和优化是当前十分重要的任务。

1 悬置系统的设计条件悬置系统的具体作用便是将整体车身的动力总成稳定起来,用来削弱车身的波动幅度。

其动力总成主要包括电动机向车身传递时的振动,和车身向动力总成传递时的,经由悬架系统和地面摩擦使所产生的振动。

车身良好的悬架系统不但能够减弱因为振动而导致的车内噪音,还可以优化纯电动汽车的的功效,可以将经由悬架系统的从车身向动力总成传递的振动降到最低,因此,纯电动汽车的悬置系统不仅仅可以作为动力总成的标准配件,又能能够作为纯电动汽车良好的减振设备,所以,在对悬架系统进行设计时,需要满足下面的一些约束条件。

1.1悬置元件的刚度符合要求纯电动汽车悬置系统的主要作用便是承载动力总成,因此在对其进行设计时需要顾及到车身因强重力作用而导致的悬置元件的变形情况。

此外,也要顾及到纯电动汽车车轮的反作用所产生力矩的因素,这便要求所使用的悬置元件稳固良好,性能优异,可以承载普遍范围内的静载荷和动载荷的功效,这便需要悬置元件的刚度符合要求,不能松软易折,如此方能确保悬置系统的持久性,使纯电动汽车的寿命延长,并且能够配合动力总成良好运行。

1.2悬置系统具备隔振功效悬置系统不但要可以减缓动力总成本身所产生的波动传递到车身,还需要可以减缓崎岖路面对动力总成的负面作用,所以,悬置系统要具备良好的隔振功效,其总体性能的判断普遍使用如下公式进行计算:––n n ηη为隔振传递率, ς为悬置元件阻尼比, ωn ω为系统的固有频率。

当 /n ωω 时,隔振传递率 1η ,这样悬置系统方能起到很好的隔振功效,这点也为设计纯电动汽车悬置系统所必须考虑的一点。

电动汽车的车辆悬架系统

电动汽车的车辆悬架系统

电动汽车的车辆悬架系统随着环保意识的增强和对汽车运行效能要求的提高,电动汽车作为一种低碳、高效的交通方式,正逐渐走进人们的生活。

而在电动汽车的设计中,车辆悬架系统起到了至关重要的作用。

本文将探讨电动汽车的悬架系统设计和其在提升行驶舒适性、安全性以及能源利用效率方面的重要性。

1. 悬架系统的定义和功能车辆悬架系统是指连接车身和车轮的组成部分,主要包括弹簧、减振器、悬架臂等。

它的主要功能是支撑车身、吸收道路震动、保持轮胎与地面的接触。

悬架系统的设计对于电动汽车的整体性能至关重要,它直接影响到车辆的操控性、行驶稳定性以及能源利用效率。

2. 电动汽车悬架系统的特点与传统燃油车相比,电动汽车的悬架系统存在一些独特的特点。

首先,由于电动汽车的电池组件较重,悬架系统需要具备较强的承重能力。

其次,为了提高电动汽车的行驶里程,悬架系统还要求具备较低的能量损耗,以减少能量的浪费。

此外,电动汽车的悬架系统还需要兼顾对噪音和振动的消除,以提供更好的行驶舒适性。

3. 悬架系统设计的关键要素为了满足电动汽车对悬架系统的需求,设计师需要考虑多个关键要素。

首先是悬架系统的弹簧和减振器的选择。

由于电动汽车的重量分布较传统燃油车更为集中,弹簧和减振器的选用需要更加精准,以达到最佳的支撑和缓冲效果。

其次是悬架系统的调校和控制。

电动汽车的悬架系统可以采用主动悬架或半主动悬架,通过调整悬架刚度和阻尼,以及控制车轮的垂直运动,来提高行驶舒适性和操控性。

最后是悬架系统材料的选择。

电动汽车悬架系统需要具备较高的强度和刚度,以应对电动汽车更高的负载和动力需求。

4. 悬架系统在电动汽车中的重要作用电动汽车的悬架系统在整车的性能方面起到了至关重要的作用。

首先是行驶舒适性的提升。

优秀的悬架系统可以有效吸收道路震动,并降低车身的颠簸感,提供更加平稳的行驶体验。

其次是悬架系统对车辆的操控性和稳定性的影响。

恰当的悬架系统设计可以提高车辆的操控性能,使得驾驶更加精确和安全。

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纯电动车能量回馈悬架系统设计
摘要:本次研究中主要是从建模入手,不断开展仿真与研究工作,进而在汽车
设计中应用被动悬架进行对减震器机械能的优化,应用了LQG,通过优化设计的
形式明确了主动悬架的能量需求以及其悬架在能力回收方面存在的潜力与价值,
依照该方向与角度开展工作,研究并讨论。

关键词:电动主动悬架;能量回收;可行性研究
1 引言
在当前能量紧张以及可持续发展理念的影响下,节能减排已经成为了我国汽
车及其零部件设计的重要方向与内容,而在悬架设计工作中如果可以将能量顺利
的扩散并且降低汽车对于能量的吸收效果,就能实现对汽车动能消耗的减少,实
现节能减排的效果[1]。

2 悬架系统主动控制算法研究
2.1悬架动行程反馈控制设计
工作中首先应当开展相应悬架的东形成反馈控制算法工作,实现动行程的反
馈控制分离化,通过微分进行计算,但是在计算分析中容易受到一些高频或者一
些连贯频率的干扰。

而干扰效果主要是基于串联滤波器抑制高频干扰效果,形成
对过程器形成中反馈控制器的干扰效果,最终形成不完全微分的计算与分析,这
也是整个微分计算中可能存在的主要缺点。

但是通过微分可以实现对不同周期中
变化趋势的改变,解决了原先悬架动行程反馈控制点中存在的控制器周期差异变
化趋势的问题,形成微分频率均匀的输出,真正形成微分作用,改善系统的性能,并且避免电机出现的频繁动作[2]。

微分数字在悬架动行程的反馈控制中可以采用传递函数进行表示,表示效果
应当通过分散化的后阶向差进行输出,输出公式为:
在公式中,如果为1的话,采用微积分计算常数则应当尽量变小,比如说
0.0001等类的值,同时基于采样周期T进行稳定性的提高。

2.2 单轨半车模型的建立
路面的输入关系与输出关系对于车辆的整体影响较大,前后车轮之间的轨迹
对于输入与输出的相关性影响较大,圆柱状的路面可以更好的实现对车辆对称性
仿真研究的要求,进而实现对称性,更加全面的考虑车在完全相同方式中运动的
效果与运动形式。

单轨半车模型的建立可以更加直观的展现出车辆的仿真效果与稳定性情况,
如下图1。

图 1单轨半车模型
车身为刚体的时候,依照牛顿定律可以更好的实现对车身整体的研究与计算,进而得出相应公式:

系统状态中的内容主要可以基于方程内容进行研究体现,而用微积分的形式
也可以很好地展现出来,形式如下:
在LQG控制器中,目标新能指标与轮胎位移与悬架之间形成了不同的车身积
分值,这种形式与单轮模型相类似,具体的表示结果如下面所示的公式内容:公式中的具体内容解释如下:
——表示轮胎位移加权系数(前部);
——表示悬架位移加权系数(前部);
——表示轮胎位移加权系数(后部);
——表示悬架位移加权系数(后部);
——表示车身加速度加权系数(前部),取 1;
——表示车身加速度加权系数(后部),取 1。

通过控制效果形成反馈增益矩阵,更好的实现对车辆参数的研究与优化,行
程中的函数内容可以通过软件MATLAB的LQR进行调试与内容结果的求出。

最终
根据反馈出的能量变化效果进行研究讨论,通过各项素分析可以得出公式数据为:2.3 仿真及结果分析
基于表1可以看出,车辆的参数内容以及其各方面内容中存在明显的差异,
不同的悬架性能指标与数字仿真建模之间存在明显的差异性,这也就导致了结果
内容数据基于软件形成了不同的效果。

具体结果见下表3。

通过对2表中的仿真结果数据进行分析可以看出,LQG控制算法下的主动悬
架与路面输出器的相关信息之间存在明显的差异性,而通过加速度的改变可以有
效地改善车身的整体被动系统,最终形成有效地舒适度,采用预瞄控制算法进行
对主动悬架的与被动悬架的比较可以看出车身与其速度之间的差异性,经过仿真
结果进行分析大约降低了3%左右,而车身基于真题轮胎后部的位移大约降低了5%,因此整个车身加速度与轮胎位移之间的减小也是基于预瞄控制车辆出现的参
数结果,对于车辆真题的操纵性与稳定性都可以形成改善与优化。

图 2 有预瞄系统和无预瞄系统悬架性能时域仿真结果
基于上图2可以看出,有无预瞄对于整个悬架的性能影响较大,通过仿真结
果可以实现对路面位移的输出与输入,进而形成加速度时域的控制与仿真结果构
成分析,通过上述中结果分析并结合预瞄控制算法可以增强车辆真题后部的加速
轮胎动位移进行速度性能的减小,实现对范围内的控制效果,最终形成有效的算法。

而本次研究就基于上图中的内容进行了数据内容的分析,仿真分析后的具体
数据结果如下表3。

表3 不同路面及车速下车身加速度均方根值比较
基于上表3中的数据结果可以明确车速对于车身的真题加速度稳定性的影响
较高,车速较高的时候就会导致控制效果不明显,而车速较低的时候就会导致车
身真题的稳定性控制效果明显,最终有效的改善车辆的整体稳定性与舒适性。

在开展实验工作的过程中,有些数据变量是无法检测得到的,这就导致设计
状态观测器的传感效果与传感器的数据不能通过车身信号进行传出,进而影响到
车身整体的信号传输速度与信号传输效果。

因此在研究中应当选择第四个车身速度,然后通过不同速度的信号进行卡尔曼滤波器的状态变量观测工作,实现对卡
尔曼滤波器内容中的反馈控制效果,最终形成对数据变量状态的输出与输入效果,基于预秒控制算法进行控制工作,最终起到提高悬架整体的性能与稳定性的效果,数据效果明显。

3结论
本次研究中主要是基于电能量回馈式的悬架设计工作与设计过程进行了研究,从理论角度入手奠定了研究基础与研究导向,然后基于进一步的经验开展实现了
仿真模型的阿尽力,并通过模型明确了不同悬架的能力效果,形成了悬架的特性
效果,对相关设计算法与相关的反馈控制策略进行了完善设计,形成了仿真模型
的改善,效果较为明显,并且也得到了较多明确的理论内容。

参考文献
[1] 赵静艺;付攀;王文举;王迪;史剑清;. 能量回馈功能在电动车整车控制器设计
中的实现[C]// 第十四届河南省汽车工程科技学术研讨会. 2017.
[2] 陈长征, 王悦, 王刚, et al. 考虑网络时变时延的纯电动车传动系统扭振控制
研究[J]. 振动与冲击, 2017(24):70-76.。

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