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原文传递虚拟轨道车辆驱动技术研究

论文题名：	虚拟轨道车辆驱动技术研究
关键词：	虚拟轨道车辆;差速转向;无刷直流电机;独立驱动;传动控制系统
摘要：	有轨电车是一种运量介于地铁和公共汽车之间的城市轨道交通系统，主要用于解决中小型城市交通系统运能不足、道路资源有限的问题。但有轨电车依然存在两个问题:(1)需要专有轨道，造价高昂;(2)轮轨噪声影响周边环境。虚拟轨道车辆是一种结合了有轨电车与Bus的新型交通系统，它是沿着“预设”虚拟轨道运行、以橡胶作为主要轮胎材质的100％低地板电动车(Electric Vehicle)，区别于传统意义上的无轨电车。虚拟轨道车辆的核心为独立轮对差速导向技术，本文基于国家牵引动力实验室的《虚拟轨道交通车辆驱动技术》项目研究四轮独立驱动车辆的传动控制系统，进行了如下工作: 　　四轮独立驱动系统建模与仿真。本文分析了无刷直流电机的工作原理和数学模型，并采用PWM_ON脉冲驱动、转速电流双闭环的无刷直流电机控制方法，基于MATLAB/Simulink仿真平台搭建了含霍尔传感器的四台无刷直流电机独立驱动系统模型，包括:换相模块、转速电流双闭环模块、PWM脉冲生成模块，仿真结果表明该四轮独立驱动系统可行，有良好的动静态性能。　　四轮独立驱动差速转向控制方法研究。分析比较了经典Ackerman独立轮对差速转向模型和前后轮反向转动差速转向模型,结果表明后者减小了1/2的转向半径，能有效提高车辆转向的灵活性，所以本文选用该差速导向控制模型设计了虚拟轨道车辆的转向方案。　　四轮独立驱动控制系统开发。结合上述电机控制方法和车辆转向方案，开发了基于DSP+FPGA架构的四轮毂无刷直流电机独立驱动、差速转向控制系统，主要包括:霍尔信号采样模块、模拟信号采样模块、电源模块以及其他辅助电路模块。　　四轮独立驱动系统性能验证。在搭载该四轮独立驱动系统的虚拟轨道试验车上，完成车辆空载实验和路面运行试验。实验分析表明:(1)无刷直流轮毂电机转速响应快速、稳态精度高;(2)实验车辆能实现线路速度指令的快速跟踪(3)实验车辆具备一定的差速导向能力。
作者：	李启星
专业：	轨道交通电气化与信息技术
导师：	王莉
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文