電動(dòng)汽車雙模耦合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)建模與模式切換控制研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-22 17:13
雙模耦合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了集中式驅(qū)動(dòng)模式與分布式驅(qū)動(dòng)模式的一體化集成,能夠同步進(jìn)行模式切換和兩擋自動(dòng)變速,從而大幅提升電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)效率和動(dòng)力學(xué)控制能力,具有較好的應(yīng)用前景。由于該系統(tǒng)采用了機(jī)械式自動(dòng)換擋形式,模式切換過程中存在明顯的動(dòng)力中斷和沖擊問題,執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳感器故障還會(huì)使模式切換控制難度大幅增加。本文針對雙模耦合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所涉及的上述問題進(jìn)行理論和試驗(yàn)研究,力圖實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)模式的平滑切換并提升傳感器故障工況的系統(tǒng)工作可靠性。本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)通過對雙模耦合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模式切換的工作機(jī)理分析,實(shí)現(xiàn)模式切換過程的動(dòng)力學(xué)特性解析,完成模式切換過程階段劃分并建立各階段的數(shù)學(xué)模型,揭示無離合器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)換擋過程與傳統(tǒng)AMT換擋過程的差異,確定了換擋速度與沖擊度之間的關(guān)系表達(dá)式。(2)針對常規(guī)工況模式切換過程各階段的特殊性,選擇不同的控制變量,利用滑?刂扑惴ㄔO(shè)計(jì)位置控制器和速度控制器,根據(jù)同步階段特性設(shè)計(jì)了力控制器,通過系統(tǒng)機(jī)械特性和各階段力學(xué)特性確定各階段控制方法的切換條件,完成分階段多變量組合控制器設(shè)計(jì)和控制效果仿真驗(yàn)證。(3)針對可能發(fā)生的傳感器故障工況,考慮傳感器信息采集對模式切換控...
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
梅賽德斯SLSE-C結(jié)合集中式驅(qū)動(dòng)形式和分布式驅(qū)動(dòng)形
燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-58-5.2控制系統(tǒng)平臺(tái)開發(fā)dSPACE/MicroAutoBox能夠?qū)崿F(xiàn)CAN通訊、模擬信號輸入輸出和數(shù)字信號的輸入輸出功能,并且其具有快速的計(jì)算能力,可以適用于大部分環(huán)境中,在工業(yè)開發(fā)領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛,實(shí)物圖如5-3所示。圖5-3dSPACE/MicroAutoBox實(shí)物圖控制命令數(shù)據(jù)記錄控制信號上位機(jī)車身驅(qū)動(dòng)力矩角位移傳感器電流傳感器測量數(shù)據(jù)沖擊度j圖5-4控系統(tǒng)平臺(tái)通常情況下,軟件開發(fā)是非常復(fù)雜的過程,每一次開發(fā)程序都需要工程師手動(dòng)編寫。本文利用dSPACE/MicroAutoBox的快速原型功能,將MATLAB/Simulink中建立的模型直接作為dSPACE/MicroAutoBox內(nèi)部程序,因此可以減少控制算法開發(fā)的復(fù)雜性,并且在試驗(yàn)過程中可以通過上位機(jī)實(shí)時(shí)修改參數(shù),觀察性能和儲(chǔ)存數(shù)據(jù),有效簡化了試驗(yàn)過程;赿SPACE/MicroAutoBox的控制系統(tǒng)平臺(tái)如圖5-4所示,
第5章模式切換控制方法效果實(shí)車試驗(yàn)驗(yàn)證-59-包括上位機(jī)、dSPACE/MicroAutoBox、雙模耦合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和系統(tǒng)搭載試驗(yàn)車四個(gè)部分。雙模耦合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的模式切換執(zhí)行機(jī)構(gòu)上安裝了位移傳感器和電流傳感器以實(shí)現(xiàn)對接合套位置和換擋電機(jī)電流的測量。在試驗(yàn)車身上安裝了雙差分GPS和慣導(dǎo)模塊用來測量車輛的速度和加速度的變化,以此數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)計(jì)算沖擊度。在實(shí)驗(yàn)過程中,上位機(jī)實(shí)現(xiàn)控制命令的發(fā)送和試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄,dSPACE/MicroAutoBox負(fù)責(zé)將上位機(jī)的控制指令根據(jù)其內(nèi)部的程序轉(zhuǎn)化成雙模耦合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制信號,同時(shí)通過上位機(jī)向dSPACE/MicroAutoBox發(fā)送控制指令來實(shí)現(xiàn)對變速器的控制。5.3試驗(yàn)結(jié)果分析在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí),為了保持采集數(shù)據(jù)具有相同的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn),所以使用dSPACE/MicroAutoBox同時(shí)代替了VCU和TCU功能。因此試驗(yàn)程序不僅包括了模式切換控制算法,還包括車輛的驅(qū)動(dòng)程序和模式切換策略。為了保證試驗(yàn)的安全性和每次試驗(yàn)的統(tǒng)一性,試驗(yàn)道路選擇水平直線道路,設(shè)定進(jìn)行模式切換的車速為30km/h,試驗(yàn)程序的Simulink模型如圖5-5所示。圖5-5試驗(yàn)程序開發(fā)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)傳感器故障檢測與診斷技術(shù)研究[J]. 閆云敬. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2018(28)
[2]電動(dòng)汽車對開坡道雙模耦合驅(qū)動(dòng)控制[J]. 張利鵬,董闖闖,張偉,龐詔文,張思龍,賈啟康. 中國機(jī)械工程. 2018(15)
[3]電動(dòng)汽車雙模耦合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)變模沖擊抑制方法[J]. 張利鵬,谷定杰,祁炳楠,董闖闖. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2018(08)
[4]輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車側(cè)傾穩(wěn)定性解耦控制[J]. 張利鵬,李亮,祁炳楠. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(16)
[5]電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)速度傳感器故障診斷及容錯(cuò)控制研究[J]. 謝恩,汪兆棟,汪玄旺. 景德鎮(zhèn)學(xué)院學(xué)報(bào). 2016(06)
[6]電動(dòng)汽車發(fā)展的“十三五”設(shè)想[J]. 萬鋼. 汽車縱橫. 2016(05)
[7]中國新能源汽車的研發(fā)及展望[J]. 歐陽明高. 科技導(dǎo)報(bào). 2016(06)
[8]電機(jī)-變速器直連系統(tǒng)換擋過程建模及仿真[J]. 陳紅旭,田光宇. 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(02)
[9]雙電機(jī)分布式驅(qū)動(dòng)汽車高速穩(wěn)定性機(jī)電耦合控制[J]. 張利鵬,李亮,祁炳楠,宋健. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(16)
[10]換擋參數(shù)對鎖環(huán)式同步器同步過程的影響研究[J]. 關(guān)蕙,閆皓. 機(jī)械傳動(dòng). 2014(12)
碩士論文
[1]電動(dòng)汽車傳感器的故障診斷研究[D]. 鄭宗豪.新疆大學(xué) 2019
[2]電動(dòng)汽車雙模耦合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制器開發(fā)與功能實(shí)現(xiàn)[D]. 董闖闖.燕山大學(xué) 2019
[3]電動(dòng)汽車雙模耦合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的變模機(jī)理與控制方法[D]. 谷定杰.燕山大學(xué) 2018
[4]電動(dòng)客車無同步器AMT換擋過程控制研究[D]. 劉正偉.吉林大學(xué) 2017
[5]全電AMT換擋品質(zhì)的多目標(biāo)優(yōu)化研究[D]. 成岳華.中南林業(yè)科技大學(xué) 2016
[6]電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)傳感器故障診斷及容錯(cuò)研究[D]. 王權(quán).電子科技大學(xué) 2012
本文編號:2993607
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
梅賽德斯SLSE-C結(jié)合集中式驅(qū)動(dòng)形式和分布式驅(qū)動(dòng)形
燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-58-5.2控制系統(tǒng)平臺(tái)開發(fā)dSPACE/MicroAutoBox能夠?qū)崿F(xiàn)CAN通訊、模擬信號輸入輸出和數(shù)字信號的輸入輸出功能,并且其具有快速的計(jì)算能力,可以適用于大部分環(huán)境中,在工業(yè)開發(fā)領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛,實(shí)物圖如5-3所示。圖5-3dSPACE/MicroAutoBox實(shí)物圖控制命令數(shù)據(jù)記錄控制信號上位機(jī)車身驅(qū)動(dòng)力矩角位移傳感器電流傳感器測量數(shù)據(jù)沖擊度j圖5-4控系統(tǒng)平臺(tái)通常情況下,軟件開發(fā)是非常復(fù)雜的過程,每一次開發(fā)程序都需要工程師手動(dòng)編寫。本文利用dSPACE/MicroAutoBox的快速原型功能,將MATLAB/Simulink中建立的模型直接作為dSPACE/MicroAutoBox內(nèi)部程序,因此可以減少控制算法開發(fā)的復(fù)雜性,并且在試驗(yàn)過程中可以通過上位機(jī)實(shí)時(shí)修改參數(shù),觀察性能和儲(chǔ)存數(shù)據(jù),有效簡化了試驗(yàn)過程;赿SPACE/MicroAutoBox的控制系統(tǒng)平臺(tái)如圖5-4所示,
第5章模式切換控制方法效果實(shí)車試驗(yàn)驗(yàn)證-59-包括上位機(jī)、dSPACE/MicroAutoBox、雙模耦合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和系統(tǒng)搭載試驗(yàn)車四個(gè)部分。雙模耦合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的模式切換執(zhí)行機(jī)構(gòu)上安裝了位移傳感器和電流傳感器以實(shí)現(xiàn)對接合套位置和換擋電機(jī)電流的測量。在試驗(yàn)車身上安裝了雙差分GPS和慣導(dǎo)模塊用來測量車輛的速度和加速度的變化,以此數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)計(jì)算沖擊度。在實(shí)驗(yàn)過程中,上位機(jī)實(shí)現(xiàn)控制命令的發(fā)送和試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄,dSPACE/MicroAutoBox負(fù)責(zé)將上位機(jī)的控制指令根據(jù)其內(nèi)部的程序轉(zhuǎn)化成雙模耦合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制信號,同時(shí)通過上位機(jī)向dSPACE/MicroAutoBox發(fā)送控制指令來實(shí)現(xiàn)對變速器的控制。5.3試驗(yàn)結(jié)果分析在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí),為了保持采集數(shù)據(jù)具有相同的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn),所以使用dSPACE/MicroAutoBox同時(shí)代替了VCU和TCU功能。因此試驗(yàn)程序不僅包括了模式切換控制算法,還包括車輛的驅(qū)動(dòng)程序和模式切換策略。為了保證試驗(yàn)的安全性和每次試驗(yàn)的統(tǒng)一性,試驗(yàn)道路選擇水平直線道路,設(shè)定進(jìn)行模式切換的車速為30km/h,試驗(yàn)程序的Simulink模型如圖5-5所示。圖5-5試驗(yàn)程序開發(fā)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)傳感器故障檢測與診斷技術(shù)研究[J]. 閆云敬. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2018(28)
[2]電動(dòng)汽車對開坡道雙模耦合驅(qū)動(dòng)控制[J]. 張利鵬,董闖闖,張偉,龐詔文,張思龍,賈啟康. 中國機(jī)械工程. 2018(15)
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[4]輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車側(cè)傾穩(wěn)定性解耦控制[J]. 張利鵬,李亮,祁炳楠. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(16)
[5]電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)速度傳感器故障診斷及容錯(cuò)控制研究[J]. 謝恩,汪兆棟,汪玄旺. 景德鎮(zhèn)學(xué)院學(xué)報(bào). 2016(06)
[6]電動(dòng)汽車發(fā)展的“十三五”設(shè)想[J]. 萬鋼. 汽車縱橫. 2016(05)
[7]中國新能源汽車的研發(fā)及展望[J]. 歐陽明高. 科技導(dǎo)報(bào). 2016(06)
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[9]雙電機(jī)分布式驅(qū)動(dòng)汽車高速穩(wěn)定性機(jī)電耦合控制[J]. 張利鵬,李亮,祁炳楠,宋健. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(16)
[10]換擋參數(shù)對鎖環(huán)式同步器同步過程的影響研究[J]. 關(guān)蕙,閆皓. 機(jī)械傳動(dòng). 2014(12)
碩士論文
[1]電動(dòng)汽車傳感器的故障診斷研究[D]. 鄭宗豪.新疆大學(xué) 2019
[2]電動(dòng)汽車雙模耦合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制器開發(fā)與功能實(shí)現(xiàn)[D]. 董闖闖.燕山大學(xué) 2019
[3]電動(dòng)汽車雙模耦合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的變模機(jī)理與控制方法[D]. 谷定杰.燕山大學(xué) 2018
[4]電動(dòng)客車無同步器AMT換擋過程控制研究[D]. 劉正偉.吉林大學(xué) 2017
[5]全電AMT換擋品質(zhì)的多目標(biāo)優(yōu)化研究[D]. 成岳華.中南林業(yè)科技大學(xué) 2016
[6]電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)傳感器故障診斷及容錯(cuò)研究[D]. 王權(quán).電子科技大學(xué) 2012
本文編號:2993607
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