本文關(guān)鍵詞：四輪獨立驅(qū)動的輪轂電機電動汽車驅(qū)動控制策略研究

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【摘要】：汽車已經(jīng)從最初的代步工具發(fā)展到成為代表時代革新技術(shù)的一種文化產(chǎn)物。尤其是在現(xiàn)下,交通安全問題突出、全球能源稀缺,污染問題全球性擴張的時代背景下。為迎合節(jié)能環(huán)保的社會責(zé)任,各個國家都在致力于電動汽車關(guān)鍵性技術(shù)的開發(fā)。四輪獨立驅(qū)動的輪轂電機控制技術(shù)是目前電動汽車中最具潛力的一種科技手段。四輪獨立驅(qū)動電動汽車通過線控技術(shù)可以一站式的控制汽車的轉(zhuǎn)向、制動、驅(qū)動,輕化了操縱壓力的同時且執(zhí)行精度高、實時響應(yīng)快,是開發(fā)車輛智能型化操縱技術(shù)、實現(xiàn)車輛各項動力學(xué)控制的最優(yōu)捷徑。本文以四輪獨立驅(qū)動的輪轂電機驅(qū)動型電動汽車為研究對象,構(gòu)建了仿真平臺,在此基礎(chǔ)上對驅(qū)動防滑控制、電子差速控制策略進行了研究,并設(shè)計了整車控制系統(tǒng)方案進行實車驗證。首先,本文根據(jù)四輪獨立輪轂電機驅(qū)動電動汽車建模要求,采用模塊化建模思想,作出模型假設(shè),構(gòu)建了15自由度的四輪獨立驅(qū)動電動汽車仿真模型,包含有四輪獨立4轉(zhuǎn)向自由度,車輪4垂向自由度、車體6自由度動力學(xué)模型及1個前輪轉(zhuǎn)向角自由度,并詳細(xì)給出了整車及各子系統(tǒng)模塊詳細(xì)的動力學(xué)方程。其次,在控制策略上,根據(jù)整車動力性能要求確定了無刷直流電機的電氣參數(shù),并對其進行轉(zhuǎn)矩分析,給出了雙環(huán)PID調(diào)速原理,提出了電子差速控制策略;由于電子差速控制策略并未考慮車輪滑轉(zhuǎn)因素的影響,故在此基礎(chǔ)上設(shè)計了基于滑轉(zhuǎn)率控制的模糊PID控制器,使實際滑轉(zhuǎn)率穩(wěn)定在最優(yōu)滑轉(zhuǎn)率上,從而實現(xiàn)有效的驅(qū)動防滑。此外,在控制器研制上,依據(jù)設(shè)計的四輪獨立驅(qū)動整車控制系統(tǒng)總體方案,詳細(xì)分析了控制系統(tǒng)各部分的選型及功用,設(shè)計了整車控制器及底層電機驅(qū)動控制器,并詳細(xì)介紹了控制器的軟硬件設(shè)計的原理、功能及實現(xiàn)流程。然后,對控制系統(tǒng)進行了仿真分析,通過Carsim軟件與模型作仿真比較分析,確定了模型能夠?qū)囕v動力性能作出準(zhǔn)確描述,驗證了四輪獨立驅(qū)動輪轂電機電動汽車模型的準(zhǔn)確性;并在此仿真平臺之上對模糊PID控制策略和差速控制策略的合理性進行仿真,仿真結(jié)果驗證了模糊PID控制策略和電子差速控制策略的有效性。最后利用項目組自行設(shè)計的實驗樣車,在直線行駛工況和轉(zhuǎn)彎工況下進行實驗驗證,能較好的響應(yīng)轉(zhuǎn)向和驅(qū)動指令,驗證了電子差速控制策略的可行性。
【關(guān)鍵詞】：四輪獨立驅(qū)動 動力學(xué)模型 電子差速控制 模糊PID控制策略
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 課題背景及選題意義10-11
• 1.2 四輪獨立驅(qū)動輪轂電機電動汽車研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.1 國外研究概要11-12
• 1.2.2 國內(nèi)研究概要12
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容12-14
• 第二章 四輪獨立驅(qū)動電動汽車建模14-25
• 2.1 模型總體框架14-16
• 2.1.1 輪轂電機驅(qū)動型電動汽車建模要求14
• 2.1.2 輪轂電機驅(qū)動型電動汽車整車模塊劃分14-16
• 2.1.3 模型假設(shè)16
• 2.2 整車動力學(xué)模型16-18
• 2.3 子系統(tǒng)動力學(xué)模型18-24
• 2.3.1 駕駛轉(zhuǎn)向模型18-19
• 2.3.2 電機模型19-20
• 2.3.3 動力電池模型20
• 2.3.4 制動系統(tǒng)模型20-21
• 2.3.5 輪胎模型21-23
• 2.3.6 路面附著模型23-24
• 2.4 本章小節(jié)24-25
• 第三章 四輪獨立驅(qū)動電動汽車驅(qū)動控制策略研究25-37
• 3.1 汽車驅(qū)動防滑控制基本原理25-26
• 3.2 驅(qū)動防滑控制器設(shè)計26-31
• 3.2.1 路面識別參數(shù)的確定26-27
• 3.2.2 模糊PID控制的基本原理27-28
• 3.2.3 模糊PID控制器設(shè)計28-31
• 3.2.4 模糊PID控制仿真31
• 3.3 無刷直流電機驅(qū)動控制的實現(xiàn)31-34
• 3.3.1 無刷直流電機轉(zhuǎn)矩控制31-32
• 3.3.2 無刷直流電機雙環(huán)PID控制32-34
• 3.3.3 無刷直流電機電子差速控制34
• 3.4 整車動力匹配34-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第四章 四輪獨立驅(qū)動整車控制系統(tǒng)方案設(shè)計37-57
• 4.1 四輪獨立驅(qū)動整車控制系統(tǒng)總體方案37-40
• 4.1.1 系統(tǒng)其他各組成部分37-38
• 4.1.2 外圍電氣系統(tǒng)38-40
• 4.2 TMS320F2812整車控制器設(shè)計40-48
• 4.2.1 整車控制器硬件設(shè)計40-43
• 4.2.2 整車控制器軟件設(shè)計43-44
• 4.2.3 主程序詳解44-48
• 4.3 底層電機驅(qū)動控制器設(shè)計48-56
• 4.3.1 底層電機驅(qū)動控制器的硬件設(shè)計48-52
• 4.3.2 底層電機驅(qū)動控制器的軟件設(shè)計52-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 第五章 仿真分析及實驗驗證57-73
• 5.1 仿真結(jié)果與分析57-63
• 5.1.1 四輪獨立驅(qū)動模型動力學(xué)分析57-60
• 5.1.2 模糊PID控制驅(qū)動防滑仿真分析60-62
• 5.1.3 差速控制仿真分析62-63
• 5.2 實驗樣車設(shè)計及實驗驗證63-72
• 5.2.1 實驗樣車設(shè)計63-69
• 5.2.2 樣車電子差速實驗驗證69-72
• 5.3 本章小結(jié)72-73
• 第六章 總結(jié)與展望73-74
• 6.1 全文總結(jié)73
• 6.2 研究展望73-74
• 致謝74-75
• 參考文獻75-78
• 附錄78

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本文編號：779425