發(fā)布時(shí)間：2017-10-23 11:42

  本文關(guān)鍵詞：基于輪轂電機(jī)的電子差速控制系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 電子差速 永磁無(wú)刷直流電機(jī) 雙閉環(huán)控制 變滑轉(zhuǎn)率 橫擺運(yùn)動(dòng)

【摘要】：隨著能量資源短缺及大氣污染兩大形勢(shì)的不斷加重,電動(dòng)汽車(chē)逐漸開(kāi)始成為新能源產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展對(duì)象之一。電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)由于省掉了傳統(tǒng)車(chē)輛復(fù)雜的機(jī)械差速部件及機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu),使用輪轂電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)單個(gè)車(chē)輪,從而簡(jiǎn)化了底盤(pán)結(jié)構(gòu),降低了整車(chē)質(zhì)量,具有傳動(dòng)效率高,空間布置靈活,易于控制等優(yōu)點(diǎn),而電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)同時(shí)也面對(duì)著一個(gè)重要難題,那就是如何實(shí)現(xiàn)各電動(dòng)輪間的速度協(xié)調(diào)問(wèn)題。本文以兩前輪轉(zhuǎn)向兩后輪輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車(chē)為研究對(duì)象,首先進(jìn)行輪轂電機(jī)的選型,在詳細(xì)比較各類電機(jī)的用途性能及優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,選取永磁無(wú)刷直流電機(jī)作為電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)�；陔妱�(dòng)汽車(chē)結(jié)構(gòu)參數(shù)及動(dòng)力性能指標(biāo),匹配出永磁無(wú)刷直流電機(jī)的性能參數(shù),并在此基礎(chǔ)上建立電機(jī)數(shù)學(xué)模型,電機(jī)控制策略選擇速度與電流雙閉環(huán)控制方法,外層速度環(huán)使用離散PID控制,內(nèi)層電流環(huán)使用電流滯環(huán)比較控制,同時(shí)為驗(yàn)證電機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)電機(jī)本體的控制效果,使用Matalb/Simulink軟件構(gòu)建系統(tǒng)仿真模型,經(jīng)驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的電機(jī)控制系統(tǒng)具有良好的動(dòng)靜態(tài)性能,控制效果較好。本文制定出一種變滑轉(zhuǎn)率與橫擺運(yùn)動(dòng)聯(lián)合控制的電子差速控制方案,該方案主要分為三大塊:變滑轉(zhuǎn)率控制模塊、橫擺運(yùn)動(dòng)控制模塊以及差動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制模塊。變滑轉(zhuǎn)率控制模塊以直線行駛時(shí)充分發(fā)揮汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力,轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)保證汽車(chē)平穩(wěn)轉(zhuǎn)向?yàn)槟康?制定出不同行駛工況及路面狀況下滑轉(zhuǎn)率的跟蹤目標(biāo),并根據(jù)其內(nèi)部控制系統(tǒng)決策出滑轉(zhuǎn)率控制車(chē)輪及其轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)量,其中滑轉(zhuǎn)率的跟蹤控制采用模糊控制算法;橫擺運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)校正汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)姿勢(shì)使其跟蹤理想模型,保證行駛安全性,控制系統(tǒng)采用經(jīng)典PI控制算法;對(duì)于汽車(chē)橫擺與車(chē)輪滑轉(zhuǎn)率的聯(lián)合控制采用差動(dòng)驅(qū)動(dòng)分配算法實(shí)現(xiàn)對(duì)兩驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩的合理分配。為了較真實(shí)的反應(yīng)汽車(chē)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài),本文建立八自由度電動(dòng)汽車(chē)行駛動(dòng)力學(xué)模型,并考慮輪胎特性影響,構(gòu)建“魔術(shù)公式”輪胎模型,將其用作電子差速控制系統(tǒng)的校驗(yàn)平臺(tái),借助Matlab/Simulink軟件構(gòu)建車(chē)輛模型、輪胎模型以及電子差速控制系統(tǒng)的聯(lián)合仿真模型,設(shè)立對(duì)接路面、對(duì)開(kāi)路面以及高速轉(zhuǎn)彎操穩(wěn)試驗(yàn)三種特殊工況進(jìn)行仿真分析,結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的電子差速控制系統(tǒng)對(duì)外界突變路面及行駛工況的變化有較好的辨識(shí)度,能夠?qū)崿F(xiàn)汽車(chē)行進(jìn)路途中車(chē)輪無(wú)滑轉(zhuǎn)且能沿理想路徑行駛。
【關(guān)鍵詞】：電子差速 永磁無(wú)刷直流電機(jī) 雙閉環(huán)控制 變滑轉(zhuǎn)率 橫擺運(yùn)動(dòng)
【學(xué)位授予單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U469.72
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 研究背景及意義9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-15
• 1.2.1 電動(dòng)輪汽車(chē)研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.2 電子差速系統(tǒng)研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 第二章 電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)16-33
• 2.1 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)16-17
• 2.2 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇17-18
• 2.2.1 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的基本要求17
• 2.2.2 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的種類17-18
• 2.3 驅(qū)動(dòng)電機(jī)性能參數(shù)18-23
• 2.3.1 整車(chē)參數(shù)及動(dòng)力性能指標(biāo)18-19
• 2.3.2 驅(qū)動(dòng)電機(jī)參數(shù)計(jì)算19-23
• 2.4 驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)23-32
• 2.4.1 BLDCM數(shù)學(xué)模型23-25
• 2.4.2 BLDCM雙閉環(huán)控制系統(tǒng)25-30
• 2.4.3 BLDCM控制系統(tǒng)效果驗(yàn)證30-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)行駛動(dòng)力學(xué)模型33-47
• 3.1 整車(chē)八自由度模型33-37
• 3.2“魔術(shù)公式”輪胎模型37-40
• 3.3 車(chē)輛理想跟蹤模型40-44
• 3.3.1 線性二自由度操縱模型40-42
• 3.3.2 汽車(chē)?yán)硐脒\(yùn)動(dòng)模型42-44
• 3.4 汽車(chē)狀態(tài)參數(shù)估算44-45
• 3.5 控制參數(shù)的選取45-46
• 3.6 本章小結(jié)46-47
• 第四章 電子差速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)47-62
• 4.1 控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)47-49
• 4.2 變滑轉(zhuǎn)率控制系統(tǒng)49-59
• 4.2.1 路面參數(shù)辨識(shí)49-54
• 4.2.2 滑轉(zhuǎn)率控制系統(tǒng)54-55
• 4.2.3 模糊控制器設(shè)計(jì)55-59
• 4.3 橫擺運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)59-60
• 4.4 差動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)60-61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 第五章 電子差速控制系統(tǒng)仿真驗(yàn)證62-78
• 5.1 Matlab/Simulink軟件介紹62
• 5.2 仿真模型搭建62-69
• 5.2.1 整車(chē)和輪胎模型62-66
• 5.2.2 二自由度理想模型66-67
• 5.2.3 狀態(tài)參數(shù)估算模型67
• 5.2.4 電子差速控制系統(tǒng)模型67-68
• 5.2.5 整體模型架構(gòu)68-69
• 5.3 仿真結(jié)果分析69-77
• 5.3.1 仿真參數(shù)設(shè)置70
• 5.3.2 對(duì)接路面試驗(yàn)70-72
• 5.3.3 對(duì)開(kāi)路面試驗(yàn)72-74
• 5.3.4 高速轉(zhuǎn)彎操穩(wěn)試驗(yàn)74-77
• 5.4 本章小結(jié)77-78
• 第六章 總結(jié)與展望78-80
• 6.1 論文總結(jié)78-79
• 6.2 后續(xù)展望79-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果84-85
• 致謝85

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本文編號(hào)：1083229