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分布式驱动电动车驱动系统失效控制研究
| 论文题名： | 分布式驱动电动车驱动系统失效控制研究 |
| 关键词： | 分布式;驱动系统;失效控制;直接横摆力矩控制;优化分配;电动车;联合仿真 |
| 摘要： | 近些年来，随着环境问题和能源危机的日益严重，新能源汽车已经成为汽车工业的重要发展方向，作为新能源汽车的代表，电动车自然成为国内外研究的热点，而分布式驱动电动车由于具有独特的驱动结构，其动力学控制特性优势更加明显。分布式驱动电动车各轮转矩独立可控，动力单元冗余配置，使得车辆在发生驱动系统失效后仍具有一定的驱动能力，可通过对各轮转矩的重构，保证车辆继续安全行驶。因此研究分布式驱动电动车驱动系统失效后的控制方法，是研发该车型的关键技术之一，具有重要的研究价值。本文以保证车辆的稳定性和动力性为目标，研究分布式驱动电动车驱动系统失效后的控制策略。 依据车辆的动力性能指标匹配驱动电机的参数。在CarSim中建立车辆的动力学模型，并在传统汽车模型基础上联合 Simulink进行改进，搭建分布式驱动电动车的CarSim-Simulink联合仿真平台，用于分布式驱动电动车驱动系统失效控制策略的研究。 基于模糊控制原理实现电机的主动故障检测。分析驱动系统失效情况，以保证车辆左右两侧驱动力矩相等为目标，提出驱动系统失效的常规控制方法，仿真结果表明车辆的运行状态有所改善，但横摆角速度和质心侧偏角仍然较大，车辆偏离目标轨迹，需要对控制策略进一步完善，提高车辆的行驶稳定性。 结合传统的车身稳定控制技术，在常规失效控制的基础上，引入直接横摆力矩控制。选取横摆角速度作为控制目标，建立了横摆角速度前馈加反馈控制模型，计算出所需的横摆力矩。仿真结果表明车辆能够较好的跟踪横摆角速度期望值，在驱动系统失效后按照驾驶员的意图继续行驶，验证了所设计的直接横摆力矩控制系统顶层控制器的可靠性。 制定转矩的协调优化分配策略，考虑到驱动系统失效后可能难以同时满足车辆的纵向力需求和横摆力矩需求，以动力性和稳定性为多目标，在边界条件的约束下对转矩进行协调分配，再选取车辆路面附着利用率最小作为优化目标，实现转矩的进一步优化分配，提升车辆的综合行驶性能。仿真结果表明所设计的转矩协调优化分配策略能够根据车辆状态实时兼顾动力性和稳定性需求，可提高驱动系统失效后车辆的行驶性能，验证了失效控制策略的有效性。 |
| 作者： | 唐源 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 刘涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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