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四轮独立驱动电动汽车控制策略的研究
| 论文题名： | 四轮独立驱动电动汽车控制策略的研究 |
| 关键词： | 四轮独立驱动电动汽车;电子差速;转矩控制;汽车稳定性;闭环PID控制 |
| 摘要： | 在能源与环境的双重压力下，电驱动车辆已经成为当前汽车工业的发展趋势，其中四轮独立驱动技术更是成为当前相关领域的研究热点，它涉及到车辆工程、电机驱动技术、计算机控制技术、电池技术等领域的核心技术，其发展得到了国内外大型研究机构的大力推动，各项成果也相继被推出。本文通过分析四轮独立驱动车辆的关键技术，结合国内外的研究现状，以整车转矩控制和防滑控制作为切入点，对四轮独立驱动电动汽车控制策略进行了相关研究。 首先我们根据整车参数和动力性的要求，计算出电机的功率、转速等主要指标。根据实际确定的驱动方式，选定电机并进行简单的动力匹配，构建整个四轮独立驱动电动车的控制系统模型。其中对于整车动力学模型，我们取车辆纵向、横向和绕z轴的横摆运动以及四个车轮的转动自由度建立7自由度车辆模型。轮胎可采用统一半经验指数模型，此模型可以较容易得到纵向、侧向力和滑转率，与整车及控制系统模块连接更为容易。 其次，文中主要对基于转矩控制的电子差速和防滑两种控制进行了研究。以稳定转向为目标的电子差速控制是电动车精确控制的关键，根据当前油门和方向盘信号，采用转矩闭环PID控制实现整车驱动转矩的差动分配，以实现车辆的正确转向。防滑控制则以车辆滑转率最小为优化目标，通过动态补偿分配驱动转矩，改善汽车行驶过程中的能量分配，以实现车辆防滑以及节能的目的。 此外，本文还着重介绍了基于车辆稳定性的转矩协调控制，以车辆横摆角速度与期望值的误差为判据，估算车辆的行驶姿态，通过四轮转矩的协调分配，配合驾驶员的操作，保证车辆的稳定驾驶。 文章最后对控制系统进行了仿真。仿真软件采用的是功能强大的Simulink软件，我们在Simulink中先建立起各个子系统的模型，最后连接、运行，完成整车的动态仿真及调试，能够实现在模型的转向角和油门踏板输入下，准确反映车辆运行的路径和姿态，同时能够实现稳定性为目标的转矩协调控制。在对四轮独立驱动电动汽车系统的动力性能、操纵稳定性能以及差速性能进行分析后，得出结论：四轮独立驱动是一种理想可行的驱动方案；本文建立的仿真模型合理实用；在转矩控制和驱动防滑控制系统的作用下，有较理想的控制效果，提高了汽车的动力性和操纵稳定性。 |
| 作者： | 廖凌霄 |
| 专业： | 电力电子与电力传动 |
| 导师： | 翁显耀 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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