融合輔助轉向功能的電動輪汽車電子差速控制研究
本文選題:電動輪 + 后輪驅動; 參考:《江蘇大學》2016年碩士論文
【摘要】:電動輪汽車以其傳動機構簡單、各驅動輪轉矩獨立精確可控等特點,可在車輛轉向動力學、驅動力矩分配以及行駛安全性等方面發(fā)揮顯著優(yōu)勢。本文針對后輪獨立驅動電動輪汽車,采用原理分析、控制策略研究、仿真分析和試驗這一研究流程,對融合輔助轉向的電子差速控制,即電子差速輔助轉向控制進行研究,基于電子差速控制原理分配電動輪汽車的驅動轉矩,實現(xiàn)基本差速功能和輔助轉向功能。首先對電動輪汽車電子差速輔助轉向原理進行分析研究,從車輛轉向運動學及動力學出發(fā),對車輛轉向過程中各驅動輪輪速及受力進行分析,說明電子差速控制對車輛轉向行駛的輔助作用以及對轉向半徑的影響。同時對基于驅動輪轉矩分配的電子差速控制進行研究,從車輛橫擺力偶矩、車輪側偏角、轉向輪轉角及方向盤轉矩等方面,分析說明電子差速控制對車輛轉向的輔助作用,為后續(xù)進一步的電子差速輔助轉向研究奠定理論基礎。對驅動輪轉矩控制策略進行研究,相比于傳統(tǒng)汽車機械式差速器的轉矩平均分配方式,本文提出多目標綜合控制策略,低速時基于阿克曼轉向模型的轉矩分配策略,結果說明驅動輪轉矩控制對車輛轉向有一定的輔助作用;高速時對車輛采用橫擺力矩控制策略,根據(jù)橫擺角速度這一車輛穩(wěn)定性參考值,設計模糊控制器對驅動輪轉矩進行分配,實現(xiàn)了基本的電子差速功能,同時一方面有利于車輛穩(wěn)定性控制,提高行駛安全性,另一方面從過多轉向和不足轉向特性上說明此轉矩控制策略對車輛轉向的輔助作用。本文采用Matlab/Simulink和車輛動力學仿真軟件Carsim進行聯(lián)合建模,仿真分析了主要工況下轉矩分配策略的控制效果,驗證了控制策略的有效性和正確性。根據(jù)電子差速控制策略設計出控制器和試驗臺架,對電機性能和基本的電子差速功能進行臺架試驗,同時開發(fā)后輪獨立驅動電動輪汽車進行實車道路試驗,為今后進一步應用和驗證控制策略奠定基礎。
[Abstract]:The electric wheel is characterized by its simple transmission mechanism and the independent precision and controllability of the torque of each driving wheel. It can play a significant advantage in vehicle steering dynamics, driving torque distribution and driving safety. This paper applies the principle analysis, control strategy research, simulation analysis and experiment to the rear wheel independent driving electric wheel vehicle. The process is to study the electronic differential speed control of the fusion auxiliary steering, that is, the auxiliary steering control of the electronic differential speed. Based on the principle of electronic differential control, the driving torque of the electric wheel is allocated, and the basic differential function and auxiliary steering function are realized. The principle of the auxiliary steering of the electric wheel is analyzed and studied, and the steering of the vehicle is analyzed. On the basis of kinematics and dynamics, the speed and force of each wheel in the steering process of the vehicle are analyzed. The auxiliary effect of the electronic differential control on the steering of the vehicle and the influence on the steering radius are explained. At the same time, the electronic differential control based on the torque distribution of the driving wheel is studied, from the lateral pendulum moment of the vehicle, the side angle of the wheel side, and the rotation of the wheel. The auxiliary effect of the electronic differential control on the steering of the vehicle is explained in the aspects of the rotation angle of the wheel and the torque of the steering wheel, which lays a theoretical foundation for the further research on the auxiliary steering of the electronic differential speed. The torque control strategy of the driving wheel is studied. The integrated control strategy is based on the torque allocation strategy based on the Ackerman steering model at low speed. The results show that the torque control of the driving wheel has a certain auxiliary effect on the vehicle steering. The yaw torque control strategy is adopted at high speed, and the torque of the driving wheel is designed by the fuzzy controller according to the stability reference value of the yaw speed. The basic electronic differential function is realized. On the one hand, it is beneficial to the stability control of vehicles and improve the driving safety. On the other hand, the auxiliary function of the torque control strategy to vehicle steering is explained from the characteristics of excessive steering and lack of steering. This paper uses the Matlab/ Simulink and the vehicle dynamics simulation software Carsim to build a joint construction. The control effect of the torque distribution strategy under the main working conditions is simulated and analyzed, and the validity and correctness of the control strategy are verified. According to the electronic differential control strategy, the controller and test stand are designed, the performance of the motor and the basic electronic differential function are tested, and the rear wheel independent driving electric wheel is developed in the same time. Road test lays the foundation for further application and validation of control strategy.
【學位授予單位】:江蘇大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:U469.72
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,本文編號:1884507
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