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两类轮边驱动系统的时变采样PID控制与设计
| 论文题名： | 两类轮边驱动系统的时变采样PID控制与设计 |
| 关键词： | 电动汽车;轮边驱动系统;车高调节;车速跟随;采样自适应控制;线性矩阵不等式 |
| 摘要： | 随着电动汽车的普及与应用，轮边驱动系统引起了广泛关注，取得了许多研究成果。与传统驱动方式相比，轮边驱动方式省去了传动机构、变速器和差速器等机械机构与设备，易于实现车轮差速控制，并提高了车辆稳定性和整车设计的灵活性。为了提高轮边驱动系统的智能自动化水平与提升电动车辆的道路通过性，寻找出比液压与气压调节车高方式更为经济和节能的替代方案，本文首次引入单电机和时变采样PID控制实现车轮驱动与车高调节双重功能，研究了基于时变采样PID控制的单电机轮边驱动系统的控制与设计。进一步，为了同步实现车高调节与车轮驱动双重功能，提高轮边驱动系统的可靠性和安全性，本文研究了双电机情形下新型轮边驱动系统的时变采样PID控制与设计。 第二章，给出了单电机新型轮边驱动系统设计方案，阐述系统工作原理，分析动力学特性，据此建立了车高调节和车速跟随系统模型，以线性矩阵不等式形式给出了车高调节和车速跟随系统稳定判据与时变采样PID控制器设计方法，研发了单电机新型轮边驱动系统仿真试验平台，通过Matlab仿真和模拟试验验证了合理性。 第三章，给出了双电机新型轮边驱动系统设计方案，建立了同步实现车高调节和车速跟随功能的系统模型，得到了闭环系统稳定性判据和时变采样PID控制器设计方法，通过实例的数值仿真验证了其合理性。 本文主要贡献如下： (1)研发并设计了具有车高调节和车轮驱动双重功能的两类新型轮边驱动系统，提供了车高调节新方案，丰富了轮边驱动系统的研究内容。 (2)针对两类轮边驱动系统的状态空间模型，分别给出了实现车高调节和轮边驱动双重功能的时变采样PID控制器设计算法，该算法可以通过Matlab的LMI工具箱有效求解。 (3)搭建了以S7300PLC作为控制器、直流电机作为动力源的单电机新型轮边驱动仿真试验平台，可以有效验证单电机轮边驱动系统的工程实践与应用意义。 |
| 作者： | 杨明锦 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 张大伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山西大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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