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原文传递轮毂电动汽车驱动控制系统研究

论文题名：	轮毂电动汽车驱动控制系统研究
关键词：	轮毂电动汽车;驱动控制系统;电子差速控制;永磁无刷直流电机
摘要：	为解决能源短缺和环境恶化问题,世界上的各个国家已经开始大力发展电动汽车。其中轮毂电动汽车以轮毂电机直接驱动，去除传统燃油汽车曾经使用的复杂机械传动系统，具有机械传动效率高，节省大量车内空间，零排放以及易于实现安全主动控制的特点，可能成为未来电动汽车发展的趋势。为保证轮毂电动汽车转弯时驱动轮之间的协调控制问题，有许多学者都对电子差速控制进行研究。基于四轮驱动的轮毂电动汽车，展开驱动控制系统的研究。本文结合轮毂电动汽车和电子差速控制的国内外研究现状，建立永磁无刷直流电机（BrushlessDCMotor，BLDCM）控制系统仿真模型，提出基于转速和转矩协调控制的电子差速控制系统（Electronicdifferentialcontrolsystem，EDCS）。　　介绍永磁无刷直流电机的结构原理，推导出无刷直流电机的数学模型，采用转速、电流双闭环控制，在Matlab/Simulink环境下进行子模块的建模，完成PID控制、模糊控制、自适应模糊PID控制和滑模控制的无刷直流电机控制系统仿真模型，得到这四种不同的控制算法的仿真结果，并进行对比分析，发现采用滑模控制算法的无刷直流电机控制系统仿真模型达到给定的转速的响应速度是最快的，鲁棒性最好，明显改善车用无刷直流电机的控制效果。　　建立七自由度整车模型和二自由度期望模型，基于GPS/INS组合导航系统开发LabVIEW轮毂电动汽车载测试系统，设计后安装轮毂电机电动汽车测试系统,得到行驶中车辆的横摆角速度、质心侧偏角、横向加速度这三个参数的数据。提出一种基于转速和转矩协调控制的差速控制系统，建立电子差速控制系统Simulink模型。在双移线和正弦曲线两种不同的工况下进行仿真，验证控制系统的有效性，有效提高车辆的稳定性，保证汽车行驶的安全性。　　最后，基于虚拟仪器（LabVIEW）开发用于轮毂电机汽车的功率测试系统，通过测量负载装置的电流和电压，并得到功率与电压电流曲线，并运用该功率测试系统测得轮毂电动汽车的加速时间和最高车速。为后续的电子差速控制系统的开发提供可用的车载测试系统。
作者：	宋增
专业：	机械工程
导师：	范小彬
授予学位：	硕士
授予学位单位：	河南理工大学
学位年度：	2020