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基于电子差速的4WID电动汽车轮毂电机协调控制研究
| 论文题名： | 基于电子差速的4WID电动汽车轮毂电机协调控制研究 |
| 关键词： | 电动汽车;轮毂电机;电子差速;滑模变结构控制;交叉耦合控制 |
| 摘要： | 四轮独立驱动(4-Wheels Independent Drive，4WID)电动汽车各轮独立可控，增加了操纵稳定性控制的自由度，但也对轮毂电机高精度控制和同步控制提出了挑战。因此，本文以提高4WID电动汽车的操纵稳定性为目的，对轮毂电机协调控制算法展开研究： 首先，论述了中国电动汽车的发展现状，阐述了4WID的在结构和控制方面存在的优势，综述了4WID电子差速控制及多电机同步控制的研究现状，确定了基于速度型电子差速的轮毂电机协调控制的研究方案。 其次，参考Carsim数据库车辆模型参数，基于MATLAB/Simulink仿真平台构建7自由度(Degree ofFreedom，DOF)4WID电动汽车车辆动力学模型，并构建CarSim/Simulink联合仿真模型对比验证所建7DOF4WID电动汽车模型的正确性及准确性。 再次，针对基于Ackerman汽车转向模型的速度电子差速控制存在车轮轮速响应滞后的问题，采用基于电动汽车速度电子差速的无刷直流电机(Brushless DC Motor，BLDCM)滑模变结构控制算法，较转矩电子差速控制省去车辆动力学参数的估测，简化了计算，较PI控制，提高轮速的响应速度以及协调控制精度，从而使整车的操纵稳定性得到了提升。 然后，分析了多电机交叉耦合控制算法的基本原理，通过Ackerman转向模型获取差速系数，并将该系数作为实际轮速“归一化”的权重系数，提出了基于电子差速控制的4WID电动汽车轮毂电机交叉耦合控制算法，使驱动轮之间建立耦合关系，提高了轮毂电机协调控制的可靠性。 最后，基于RT Box构建7DOF4WID电动汽车半实物仿真平台，验证了基于电动汽车电子差速的BLDCM滑模变结构控制算法的正确性；设计基于CAN总线的分层控制系统结构、整车的功率电路以及控制电路，搭建了大秦II号4WID电动汽车实车实验平台，并验证了4WID电动汽车电子差速控制的可行性。 |
| 作者： | 唐丛辉 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 张辉;徐海波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安理工大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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