本文關鍵詞：分布式驅動電動汽車直接橫擺力矩控制

  更多相關文章： 分布式驅動電動汽車 永磁同步電機 橫擺穩(wěn)定性 前饋加反饋

【摘要】：近年來,日益嚴重的環(huán)境和能源問題給新能源汽車的發(fā)展帶來新的機遇。分布式驅動電動汽車由于傳動鏈短、車內(nèi)空間利用率高、經(jīng)濟性好等特點受到業(yè)內(nèi)人士的普遍關注,具有很大的發(fā)展?jié)摿�。因�?針對分布式驅動電動車后續(xù)延伸課題的研究是十分必要的。鑒于多數(shù)交通事故的發(fā)生是由于汽車失穩(wěn)引起的,且汽車安全問題歷來為人們所重視,本文圍繞分布式驅動電動汽車直接橫擺力矩控制這一課題進行如下研究:首先,建立了電機模型。詳細論述了永磁同步電機數(shù)學模型,并采用SVPWM控制方法實現(xiàn)對單個電機的控制;基于MATLAB/Simulink軟件進行電機建模仿真,實現(xiàn)對電機的轉矩控制,并重點分析了電機在給定轉矩下的響應情況,結果表明無論是模型的響應時間還是控制精度均能夠滿足電動車的一般控制要求,證明了電機模型的正確性。其次,建立了電動車模型�？紤]車輛的縱向運動、側向運動、橫擺、側傾以及四個車輪的轉動建立八自由度整車模型,利用電機模型替換單輪模型作為動力源,完成電動車建模;選取“魔術公式”輪胎模型,并考慮了聯(lián)合工況下的輪胎特性;采用蛇形行駛工況對電動車模型進行了仿真驗證,仿真結果表明電動車模型響應迅速且能較好地跟隨轉角輸入,滿足了駕駛員的駕駛預期。再次,設計了直接橫擺力矩控制器。選取質(zhì)心側偏角和橫擺角速度為控制變量,并基于二自由度車輛模型建立觀測器對質(zhì)心側偏角進行估計;基于轉彎工況進行仿真,對比分析了單純前饋、單純反饋以及“前饋+反饋”三種控制方法,優(yōu)選整體控制效果較好、抗干擾能力較強的“前饋+反饋”控制算法,設計了直接橫擺力矩控制器。最后,以前后軸動態(tài)載荷估計為比例進行車輪轉矩分配,并針對“雙移線”工況和J-turn工況進行仿真驗證。仿真結果表明在兩種工況下質(zhì)心側偏角和橫擺角速度均較小,控制器控制效果良好。說明采用直接橫擺力矩控制能夠有效提高分布式驅動電動汽車的操穩(wěn)性。
【關鍵詞】：分布式驅動電動汽車 永磁同步電機 橫擺穩(wěn)定性 前饋加反饋
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 課題研究的目的和意義8-9
• 1.2 直接橫擺力矩控制國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 直接橫擺力矩控制方法10-11
• 1.2.2 車輛狀態(tài)參數(shù)觀測方法11-13
• 1.2.3 驅動力/制動力分配方法13-14
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容14-16
• 2 輪轂電機的建模及其控制16-32
• 2.1 坐標變換與變換矩陣16-17
• 2.2 永磁同步電機模型17-19
• 2.2.1 三相靜止ABC坐標系下永磁同步電機模型17-18
• 2.2.2 旋轉坐標系下永磁同步電機動態(tài)數(shù)學模型18-19
• 2.3 空間矢量脈寬調(diào)制19-26
• 2.3.1 逆變器電壓輸出模式19-20
• 2.3.2 電壓空間矢量合成20-22
• 2.3.3 SVPWM控制算法22-26
• 2.4 基于MATLAB/Simulink的永磁同步電機建模26-27
• 2.5 電機實驗驗證27-30
• 2.5.1 輪轂電機27-28
• 2.5.2 電動輪試驗臺架28-29
• 2.5.3 電機實驗29-30
• 2.6 本章小結30-32
• 3 電動車動力學模型32-44
• 3.1 直線行駛動力學模型32-33
• 3.1.1 汽車行駛方程式32
• 3.1.2 汽車行駛的附著條件32
• 3.1.3 汽車的功率平衡32-33
• 3.2 輪胎模型33-37
• 3.2.1 輪胎坐標系33
• 3.2.2 “魔術公式”輪胎模型33-37
• 3.3 電動車模型37-40
• 3.4 電動車模型仿真分析與驗證40-43
• 3.5 本章小結43-44
• 4 直接橫擺力矩控制策略44-62
• 4.1 車輛穩(wěn)定性控制參數(shù)的選取45
• 4.2 控制變量理想值的確定45-46
• 4.3 質(zhì)心側偏角狀態(tài)觀測器設計46-52
• 4.3.1 狀態(tài)觀測器基本原理47-48
• 4.3.2 質(zhì)心側偏角估計48-51
• 4.3.3 基于MATLAB/Simulink的質(zhì)心側偏角觀測器建模與仿真51-52
• 4.4 直接橫擺力矩“前饋+反饋”控制器設計52-54
• 4.4.1 前饋控制補償器設計52-53
• 4.4.2 反饋控制補償器設計53-54
• 4.5 直接橫擺力矩模糊控制器設計54-58
• 4.5.1 模糊控制的基本原理和組成54-55
• 4.5.2 模糊控制器設計55-58
• 4.6 電機驅動力分配策略58-60
• 4.7 本章小結60-62
• 5 直接橫擺力矩控制仿真與分析62-70
• 5.1 基于MATLAB/Simulink的控制器建模62-63
• 5.1.1 直接橫擺力矩“前饋+反饋”控制器建模62
• 5.1.2 直接橫擺力矩模糊控制器建模62-63
• 5.2 直接橫擺力矩控制仿真分析63-68
• 5.2.1 “前饋+反饋”控制與單純前饋或反饋控制的對比分析63-64
• 5.2.2 移線工況仿真分析64-66
• 5.2.3 J-turn工況仿真分析66-68
• 5.3 本章小結68-70
• 6 總結與展望70-72
• 6.1 全文總結70
• 6.2 不足與展望70-72
• 致謝72-74
• 參考文獻74-76

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本文編號：563615