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分布式驱动电动汽车的驱动防滑研究
| 论文题名： | 分布式驱动电动汽车的驱动防滑研究 |
| 关键词： | 电动汽车;轮毂电机;驱动防滑;非线性模型预测控制;故障诊断 |
| 摘要： | 步入21世纪以来，汽车工业持续高速发展。我国作为全球最大汽车市场，截至2018年年底，汽车保有量达到2.4亿，并将继续高速增长。新能源汽车作为缓解能源危机和环境污染问题的解决方案之一，越来越受到重视并已经成为全球汽车产业未来的发展方向，而分布式驱动电动汽车凭借自身的显著优势终将成为电动汽车的终极形式。博世成功研发出具有制动防抱死和驱动防滑功能的电子稳定程序(ESP)，目前已经发展到第九代，对提高汽车的动力性和操纵稳定性有举足轻重的作用。本文以分布式驱动电动汽车为研究对象，结合轮毂电机可以独立控制的特点，针对其在驱动工况下发生的车轮滑转现象进行了驱动防滑研究。 首先，简述了分布式驱动电动汽车以及驱动防滑控制的研究现状，分析了车轮滑转以及驱动防滑控制的原理。针对分布式驱动电动汽车的特点，应用CarSim和Matlab/Simulink搭建了联合仿真模型，并完成结合基于PID的驱动防滑控制系统的模型验证，为后续的研究建立基础。 其次，基于模糊理论和Burckhardt轮胎模型设计了路面识别模块，利用车辆可测或估计的状态信息识别出路面的最佳车轮滑转率，然后应用模糊PID控制理论实现对车轮滑转率的闭环控制，针对对开路面设计驱动防滑控制策略，提高了汽车的动力性和操纵稳定性。 再次，针对非线性模型预测控制理论在处理含有约束的优化控制问题方面的优势，建立车轮滑转率的非线性模型预测控制模型，结合Matlab中的MPC工具箱，设计了基于NMPC的驱动防滑控制系统，成功控制车轮滑转率在稳定区间，有效地避免了车轮的滑转。 最后，考虑轮毂电机故障对电动汽车安全性、动力性和操纵稳定性的影响，设计了基于改进BP神经网络的驱动系统故障诊断系统，实现了对单一轮毂电机故障的准确诊断，进而设计集成驱动防滑功能的转矩协调控制策略，保证了发生轮毂电机故障时汽车的驱动防滑能力。 |
| 作者： | 吕东宇 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 王永富 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2019 |
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