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分布式驱动电动汽车驱动防滑控制研究
| 论文题名： | 分布式驱动电动汽车驱动防滑控制研究 |
| 关键词： | 分布式驱动电动汽车;驱动防滑控制系统;驱动电机能量法;路面附着系数 |
| 摘要： | 分布式驱动电动汽车独有的结构特点使其具有响应速度快、控制自由度大等优点，尤其是在实现单个车轮层面精确力矩控制上的优势使其成为了近年来车辆动力学控制系统领域的研究热点。本文以分布式驱动电动汽车为研究对象，结合其驱动结构特点研究车辆的驱动防滑控制，提出一种基于驱动电机能量法的驱动防滑控制方法。 首先，结合研究重点以及研究需求建立车辆驱动系统模型，主要包括车辆七自由度模型、轮胎模型、车轮转动模型以及驱动电机模型，通过仿真验证所搭建驱动系统模型的准确性。 其次，建立三层控制架构，先后建立顶层横摆力矩控制系统、中层驱动力分配控制系统和底层驱动防滑控制系统。其中，顶层横摆力矩控制系统基于滑模控制方法得到满足车辆稳定性控制需求的期望横摆力矩；中层驱动力分配控制系统根据轮胎纵向力、侧向力的变化关系对车辆横摆运动的影响，建立车辆驱动力分配体系；通过与无控制的车辆进行对比仿真分析，证明所建立的顶层横摆力矩控制系统和中层驱动力分配控制系统的有效性。 之后，提出基于驱动电机能量法的驱动防滑控制方法。该方法基于车辆在发生打滑现象时驱动车轮转速的异常变化，进而导致驱动车轮的转动动能在车辆总动能中所占比例的异常变化这一特征，从驱动电机做功输出能量的角度，利用驱动电机实时参数计算车轮的实际功率后与未发生打滑现象时的理论功率作对比得到约束功率，经反馈调节控制形成调整电机扭矩的指令。本文搭建基于模糊 PI 的驱动防滑控制器并进行驱动防滑控制策略的仿真验证与分析，从不同工况进行车辆在不同路面附着系数中的驱动防滑控制仿真，进一步验证驱动防滑控制系统的有效性。 最后，搭建硬件在环实验平台以及实车平台并完成实验。主要搭建基于 NI PXI 的硬件在环控制模型，生成代码之后进行硬件在环实验，验证本文驱动防滑控制算法在实际控制器中的实时性和有效性；开发设计一款分布式驱动电动实验模型车平台，主要完成硬件部分的设计与搭建以及嵌入式软件的开发，最后基于实际传感器信息、ECU及控制对象进一步验证本文所设计的驱动防滑控制系统的有效性。 |
| 作者： | 杜金剑 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 殷德军;郎学政 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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