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自平衡双轮电动车开发及虚拟建模方法研究
| 论文题名： | 自平衡双轮电动车开发及虚拟建模方法研究 |
| 关键词： | 自平衡;双轮电动车;清洁能源;非线性耦合;混合仿真模型 |
| 摘要： | 自平衡双轮电动车是一种新型清洁能源的城市代步工具,由于其操作简单、运行灵活、体型小巧等特点,得到了人们的广泛关注;同时,其自平衡双轮系统是一个非线性、强耦合、时变系统,对控制理论提出了挑战。但由于其高的安全性能要求导致成本的高昂,使得其无法得到大范围使用。该论文主要研究点就是简化设计自平衡双轮电动车机械结构,采用现有零部件及型材以降低其制造成本;采用新的开发方式缩短开发周期和成本;开发新的装置以增加其功能。 论文对自平衡双轮电动车系统进行了总体设计,建立了其系统结构框图,并提出了该设计的特点;并对轮毂电机、电池、主控芯片等关键部件进行了选择。在此前提下,应用CATIA软件对整个自平衡双轮电动车的机械结构进行了三维设计和建模及装配,且对关键零件进行了有限元分析,然后选用现有零部件和型材制造出了该车的主体零部件。针对现有自平衡双轮车数学模型的不足,详细阐述了根据实车设计数据利用ADAMS软件建立ADAMS多体动力学模型,并与MATLAB/Simulink构成混合仿真模型的步骤和方法;同时采用由已有自平衡双轮车数学模型和所研制车的设计参数构成MATLAB/Simulink模型,并对两种模型给予相同的输入进行仿真,以验证混合模型的实效性。 通过实际制造装配过程表明,在CATLA平台设计装配的零部件具有较高的安装性能,现有零部件和型材的使用能降低成本;通过仿真结果分析发现,基于ADAMS和MATLAB建立的混合模型,能如实的反映出自平衡双轮车的运动状态,这样的模型对进一步控制算法的开发具有重要意义。 |
| 作者： | 田浪 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 杨志刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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