本文關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車新型線控制動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)研究

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【摘要】：制動(dòng)系統(tǒng)作為保障行車安全的主要系統(tǒng),其性能決定整車安全品質(zhì)。液壓制動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展,技術(shù)成熟可靠,但進(jìn)一步發(fā)展?jié)摿τ邢�。目�?制動(dòng)系統(tǒng)正逐步向線控制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展,主要代表有電子液壓制動(dòng)和電子機(jī)械制動(dòng)。雖然電子液壓制動(dòng)和電子機(jī)械制動(dòng)能夠有效解決一些傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)存在的問(wèn)題,但是此類制動(dòng)系統(tǒng)也存在相應(yīng)的不足。電子液壓制動(dòng)基于傳統(tǒng)液壓制動(dòng)改良而成,該系統(tǒng)仍然存在液壓泵、蓄能器和高壓管路等液壓部件,因此性能進(jìn)一步提升的潛力有限。而電子機(jī)械制動(dòng)則同時(shí)需要運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換和增力/扭兩套力學(xué)機(jī)構(gòu),因此該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制動(dòng)力調(diào)控難度大。為有效解決電子機(jī)械制動(dòng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜及電子液壓制動(dòng)性能提升潛力有限等問(wèn)題,本文設(shè)計(jì)一種全新的線控制動(dòng)單元—直驅(qū)電液制動(dòng)單元,并基于該單元為電動(dòng)汽車構(gòu)建完整的復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng),最后對(duì)電動(dòng)汽車的回饋制動(dòng)策略和車輪滑移率控制策略進(jìn)行深入研究。論文主要開(kāi)展以下幾方面的理論研究與試驗(yàn)工作:(1)建立電動(dòng)汽車動(dòng)力學(xué)模型,分析電動(dòng)汽車制動(dòng)過(guò)程。利用前后軸制動(dòng)力分配曲線和車輪利用附著系數(shù)曲線詳細(xì)闡述在電動(dòng)汽車上運(yùn)用液壓制動(dòng)系統(tǒng)的不足。詳細(xì)研究直驅(qū)電液制動(dòng)單元原理和設(shè)計(jì)方案,為電動(dòng)汽車搭建包括直驅(qū)電液制動(dòng)和回饋制動(dòng)的整車復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng),并對(duì)比分析在電動(dòng)汽車上運(yùn)用直驅(qū)電液制動(dòng)單元具有的優(yōu)勢(shì)。(2)根據(jù)直驅(qū)電液制動(dòng)單元特點(diǎn)和工作環(huán)境確定電磁直線執(zhí)行器設(shè)計(jì)方案,提出電磁直線執(zhí)行器設(shè)計(jì)指標(biāo),完成電磁直線執(zhí)行器加工和裝配工作,在某型制動(dòng)器上改裝試制直驅(qū)電液制動(dòng)單元樣件,并對(duì)其進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)。(3)建立直驅(qū)電液制動(dòng)單元電路子系統(tǒng)、磁路子系統(tǒng)和機(jī)械子系統(tǒng)多場(chǎng)耦合模型。建立Matlab/Simulink和AMESim聯(lián)合仿真模型,完成直驅(qū)電液制動(dòng)單元參數(shù)辨識(shí)并分析參數(shù)對(duì)制動(dòng)性能的影響。(4)分析直驅(qū)電液制動(dòng)單元存在的干擾和設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)存在的難點(diǎn),針對(duì)直驅(qū)電液制動(dòng)單元設(shè)計(jì)基于Kalman濾波的狀態(tài)觀測(cè)器,并結(jié)合自抗擾方法為直驅(qū)電液制動(dòng)單元提出雙閉環(huán)抗干擾控制方法。(5)設(shè)計(jì)并搭建制動(dòng)單元控制系統(tǒng),完成傳感器選型和標(biāo)定,編寫(xiě)制動(dòng)單元控制程序、上位機(jī)控制程序及數(shù)據(jù)分析程序。針對(duì)樣件設(shè)計(jì)5MPa階躍響應(yīng)試驗(yàn)和最高壓力4MPa、幅值2MPa、周期1000ms的正弦波壓力跟隨試驗(yàn),結(jié)果表明直驅(qū)電液制動(dòng)單元響應(yīng)迅速,控制精度高。(6)分析電動(dòng)汽車回饋制動(dòng)力影響因素,針對(duì)裝備直驅(qū)電液制動(dòng)單元的電動(dòng)汽車提出最優(yōu)回收效率回饋制動(dòng)方案。詳細(xì)研究減速度控制策略、車輪滑移率控制策略、制動(dòng)力分配策略,搭建Matlab/Simulink和AMESim聯(lián)合仿真模型對(duì)高低兩種強(qiáng)度制動(dòng)工況進(jìn)行對(duì)比研究,最后針對(duì)UDDS和NEDC城市循環(huán)工況進(jìn)行仿真研究,驗(yàn)證方案可行性。
【關(guān)鍵詞】：電磁直線執(zhí)行器 直驅(qū)電液制動(dòng) 線控制動(dòng)系統(tǒng) 電動(dòng)車 回饋制動(dòng) 回饋效率
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U469.72;U463.5
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-17
• 主要符號(hào)說(shuō)明17-19
• 1 緒論19-33
• 1.1 課題背景及意義20
• 1.2 線控制動(dòng)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀20-26
• 1.2.1 電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)21-23
• 1.2.2 電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)23-26
• 1.3 電動(dòng)汽車回饋制動(dòng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)和研究現(xiàn)狀26-30
• 1.3.1 回饋制動(dòng)技術(shù)原理與優(yōu)勢(shì)27-29
• 1.3.2 電動(dòng)汽車回饋制動(dòng)技術(shù)現(xiàn)狀29-30
• 1.4 電動(dòng)車制動(dòng)系統(tǒng)主要挑戰(zhàn)30-31
• 1.5 論文主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu)31-33
• 2 直驅(qū)電液制動(dòng)原理及其構(gòu)成的電動(dòng)車復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)33-53
• 2.1 電動(dòng)車制動(dòng)原理及其對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的要求33-37
• 2.1.1 制動(dòng)原理33-35
• 2.1.2 電動(dòng)車對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)要求35-37
• 2.2 液壓制動(dòng)系統(tǒng)的局限37-41
• 2.3 直驅(qū)電液制動(dòng)原理及電動(dòng)車制動(dòng)系統(tǒng)41-49
• 2.3.1 直驅(qū)電液制動(dòng)原理41
• 2.3.2 電動(dòng)車復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)41-49
• 2.4 直驅(qū)電液制動(dòng)優(yōu)勢(shì)49-52
• 2.5 小結(jié)52-53
• 3 直驅(qū)電液制動(dòng)單元設(shè)計(jì)及模型研究53-67
• 3.1 電磁直線執(zhí)行器53-57
• 3.1.1 電磁直線執(zhí)行器設(shè)計(jì)54-55
• 3.1.2 各部件參數(shù)辨識(shí)55-57
• 3.2 制動(dòng)卡鉗、活塞、柱塞57-58
• 3.3 直驅(qū)電液制動(dòng)單元主要部件加工制作58-59
• 3.4 直驅(qū)電液制動(dòng)單元模型研究59-64
• 3.4.1 電路子系統(tǒng)59-60
• 3.4.2 磁路子系統(tǒng)60
• 3.4.3 機(jī)械液壓子系統(tǒng)60-63
• 3.4.4 直驅(qū)電液制動(dòng)單元系統(tǒng)方程63-64
• 3.5 直驅(qū)電液制動(dòng)單元仿真研究64-66
• 3.6 小結(jié)66-67
• 4 直驅(qū)電液制動(dòng)單元控制方法研究67-76
• 4.1 直驅(qū)電液制動(dòng)單元控制方案67-69
• 4.2 Kalman狀態(tài)觀測(cè)器69-71
• 4.3 雙閉環(huán)抗干擾控制器71-75
• 4.3.1 外環(huán)控制器71-74
• 4.3.2 內(nèi)環(huán)控制器74-75
• 4.4 小結(jié)75-76
• 5 制動(dòng)單元試驗(yàn)及整車防抱死制動(dòng)研究76-85
• 5.1 控制系統(tǒng)硬件方案76-78
• 5.1.1 TMS320F281276-77
• 5.1.2 H橋功率驅(qū)動(dòng)電路77
• 5.1.3 MOSFET驅(qū)動(dòng)模塊77
• 5.1.4 信號(hào)反饋電路77-78
• 5.2 控制系統(tǒng)軟件方案78-79
• 5.3 直驅(qū)電液制動(dòng)單元仿真和試驗(yàn)研究79-82
• 5.3.1 直驅(qū)電液制動(dòng)單元測(cè)試79-81
• 5.3.2 直驅(qū)電液制動(dòng)單元仿真和試驗(yàn)研究81-82
• 5.4 整車制動(dòng)性能仿真研究82-84
• 5.5 小結(jié)84-85
• 6 基于直驅(qū)電液制動(dòng)單元的電動(dòng)汽車回饋制動(dòng)方法研究85-122
• 6.1 電動(dòng)車回饋制動(dòng)方案85-88
• 6.2 最優(yōu)制動(dòng)效果方案88-100
• 6.2.1 減速度控制88-89
• 6.2.2 滑移率控制89-99
• 6.2.3 驅(qū)動(dòng)軸回饋制動(dòng)力與摩擦制動(dòng)力分配方案99-100
• 6.3 最優(yōu)回饋效率方案100-105
• 6.3.1 前軸制動(dòng)力限制條件100-101
• 6.3.2 前后軸制動(dòng)力分配方法101-104
• 6.3.3 最優(yōu)回饋效率制動(dòng)方案優(yōu)勢(shì)104-105
• 6.4 電機(jī)回饋制動(dòng)力控制方法研究105-107
• 6.5 其他回饋效率影響因素107-108
• 6.6 電動(dòng)車回饋制動(dòng)仿真研究108-121
• 6.6.1 仿真模型簡(jiǎn)介108-109
• 6.6.2 兩種回收策略對(duì)比仿真研究109-117
• 6.6.3 電機(jī)功率和制動(dòng)強(qiáng)度對(duì)回饋效率的影響117-119
• 6.6.4 UDDS循環(huán)工況仿真119-120
• 6.6.5 NEDC循環(huán)工況仿真120-121
• 6.7 小結(jié)121-122
• 7 總結(jié)與展望122-125
• 7.1 主要工作與結(jié)論122-123
• 7.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)123
• 7.3 研究展望123-125
• 致謝125-126
• 參考文獻(xiàn)126-135
• 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其它成果135

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本文編號(hào)：656981