微小型发动机动力系统由微小型转子发动机、微小型电机等装置组成,具有体积小、重量轻、可靠性高、能实现复杂功能、可集成等特点,作为能源供给装置具有广泛的应用前景。在工作过程中,发动机起动性能对减小系统的能量消耗、提高系统的响应速度有十分重要的影响。本文针对微小型发动机动力系统的起动系开展了相关的设计研究。首先,根据转子发动机机构动力学分析,建立发动机起动过程的运行阻力矩计算模型。该模型以曲轴转角和发动机转速为输入量,考虑气体阻力、摩擦力、离心力等因素,计算得到起动过程的瞬时阻力矩。在发动机台架上进行倒拖实验,测量结果显示转速低于8500r/min时,实验值与仿真值吻合较好,验证了模型的正确性。其次,依据发动机动力学参数对电机和电池进行了计算选型和参数匹配工作。依据起动系的特点,选择永磁同步电机作为驱动电机,选择镍氢电池作为储电装置,并计算了相关参数。之后,完成了起动系的建模。分别建立电机和电池的仿真模型,选定最大转矩电流比的矢量控制方法,以使电机在起动过程提供最大的驱动力矩。在SIMULINK平台上建立了电机驱动系统的模型,并进行性能仿真。仿真结果显示,系统具有良好的动态和静态特性。最后,对影响起动过程的有关参数进行分析研究,得到不同参数对发动机起动性能的影响规律,并给出了最优参数。针对发动机起动过程的不同阶段,提出不同的控制策略。整合前面子模块的模型,在SIMULINK平台上搭建系统起动过程的综合仿真模型,验证了控制策略的合理性和优越性,为起动系的实际开发提供了指导。