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多轴转向电动车辆的轮毂电机驱动控制研究
| 论文题名： | 多轴转向电动车辆的轮毂电机驱动控制研究 |
| 关键词： | 多轴转向;电动车辆;轮毂电机;电子差速;控制系统 |
| 摘要： | 电动汽车是当今汽车行业发展的重要方向，而采用分布式轮毂电机驱动作为电动汽车的一种新型驱动形式，其可以优化车身结构，具有传动效率和整车空间利用率高及驱动形式多样化等优点。本文以轮毂电机的驱动控制及整车控制策略为研究对象，主要从以下三个方面进行了分析研究： （1）轮毂电机的特性分析及台架试验 对比几款常用驱动电机的性能，分析了永磁电机的优越性。介绍了实验采用的永磁无刷直流轮毂电机的结构、工作原理及数学模型，建立了永磁无刷直流电机的开环及双闭环控制系统，采用Matlab/Simulink软件，结合所采用电机的参数，对所设计的控制系统进行了建模仿真。设计了台架试验对实验采用的轮毂电机的实际加速性能、机械特性进行了测试。 （2）电子差速控制算法研究 基于实验所开发的样车结构，分析了整车的动力学模型和轮胎动力学模型。分析了现有电子差速理论研究存在的不足，根据Ackermann定理推导了基于转速控制的差速模型，及基于离心力作用下的转矩分配模型。结合整车及轮胎的动力学模型，提出了基于车轮转速控制偏差率检测的转速、转矩协同控制策略，并对提出的控制算法采用Matlab/Simulink进行了仿真验证。 （3）实验样车开发及整车控制系统开发 为了验证控制算法的合理性，设计并开发了一台基于第一轴主动转向、第二和第三轴驱动的三轴转向实验样车，样车由分布安装于二、三轴的四个轮毂电机进行驱动。整车控制系统采用微型工控机 ARK-5261、数据采集卡 PCI-1712和12轴运动控制卡 DMC2C80作为中央控制单元，与基于 STM8S单片机开发的电机控制器组成分布式分层控制系统。通过转角传感器和加速踏板采集驾驶员操作信息，转速传感器及电流传感器实时采集各电机转速及相电流值，组成一个基于速度、转矩反馈的闭环控制系统。采用Labview软件进行了整车控制系统的软件开发，并通过样车实验对控制系统设计的合理性进行了验证。 |
| 作者： | 杨朝阳 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 冯培锋;王云超 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 集美大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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