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原文传递分布式驱动电动汽车驱动控制策略研究

论文题名：	分布式驱动电动汽车驱动控制策略研究
关键词：	分布式驱动电动汽车;整车控制策略;永磁同步电机;空间矢量控制;建模仿真
摘要：	相比集中式驱动电动汽车，分布式驱动电动汽车具有驱动效率高、整车布置方便、动力学响应快速、易于实现整车稳定性和平顺性控制等诸多优点。类似机械差速器，分布式驱动电动汽车需要通过电子差速系统实现车辆平稳转向。集中式驱动汽车的直接横摆力矩控制系统需要通过 ABS不对称制动来实现，而分布式驱动电动汽车的直接横摆力矩控制系统可以通过车轮驱动力/制动力独立控制来实现。因此如何发挥分布式驱动电动汽车的技术优势，实现电子差速与车辆稳定性控制，就成为了分布式驱动电动汽车驱动控制的研究热点。　　针对前轮独立驱动的分布式驱动电动汽车拓扑结构，以提高分布式驱动电动汽车稳态行驶工况下行驶性能、极限行驶工况下车辆横向稳定性和纵向稳定性为目标，对分布式电动汽车驱动系统控制技术（整车控制策略和电机控制策略）进行研究。本文首先构建了基于双层架构的整车控制策略和车用永磁同步电机（PMSM）空间矢量控制策略，分别建立了用于整车控制策略验证的基于 Carsim/Simulink分布式驱动电动汽车联合仿真平台与用于PMSM空间矢量控制策略验证的驱动系统仿真模型与控制系统代码模型。接着基于硬件平台，采用基于模型设计的方法，验证了 PMSM空间矢量控制策略的有效性；基于不同行驶工况下的车辆性能仿真分析，验证了整车控制策略的有效性。论文的主要内容包括：　　（1）提出了上层为驱动力分配层，下层为滑移率控制层的双层架构整车控制策略。驱动力分配层中，根据不同行驶工况性能需求，分别提出了以提高稳态转向行驶工况行驶性能为目标的驱动轮等功率分配控制策略；以提高极限转向行驶工况稳定性为目标，基于模糊控制的横摆力矩控制策略；以提高直线行驶工况稳定性为目标的驱动轮滑移率相近为目标的控制策略。针对滑移率控制层，提出了基于逻辑门限的滑移率控制策略。　　（2）分析了PMSM空间矢量控制策略基本原理、坐标系变换和空间矢量脉宽调制算法的基本原理，给出了基于模型设计的 PMSM空间矢量控制的实现步骤与 Simulink Embedded Coder工具箱。　　（3）提出了基于Carsim/Simulink的分布式驱动电动汽车联合仿真平台架构，分别建立了基于 Carsim的前轮独立驱动分布式驱动电动汽车车辆模型和基于Matlab/Simulink的双层架构整车控制策略模型。建立了 PMSM单闭环空间矢量驱动系统仿真模型，结合实验室硬件平台，基于V模式开发流程，构建了PMSM双闭环空间矢量驱动系统仿真模型和控制系统代码模型。　　（4）设计了基于RTDX的永磁同步电机控制系统上位机GUI界面，结合实验硬件平台，基于RTW代码自动生成技术，进行了PMSM空间矢量调速控制实验研究，验证了PMSM空间矢量控制策略的有效性。　　（5）通过对比集中式驱动电动汽车与等转矩分配的分布式驱动电动汽车行驶性能，验证了联合仿真平台的准确性。针对制定的整车控制策略，分别仿真分析了稳态转向行驶工况下分布式驱动电动汽车的行驶性能，验证了驱动轮等功率分配控制策略的有效性；极限转向行驶工况下分布式驱动电动汽车的行驶性能，验证了基于模糊控制算法的横摆力矩+驱动轮等功率分配控制策略的有效性；极限直线行驶工况下分布式驱动电动汽车的行驶性能，验证了直线行驶时驱动轮滑移率相近为目标控制策略的有效性。
作者：	唐自强
专业：	车辆工程
导师：	马建
授予学位：	硕士
授予学位单位：	长安大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文