4WID/S电动汽车轮驱电机协调控制策略研究

发布时间：2022-08-10 17:42

　　四轮独立驱动/转向电动汽车四个车轮的输出转矩和转角均独立可控,大大提高了车辆的操作稳定性和机动性,得到了广泛关注和研究。执行机构的增加带来了控制上的挑战,因此轮驱电机协调控制成为了四轮独立驱动/转向电动汽车研究领域的热点。本文以四轮独立驱动/转向电动汽车协调稳定运行为目的,针对车辆行驶时轮驱电机协调控制问题展开研究,主要研究内容如下:首先,设计四轮独立驱动/转向电动汽车整车结构和主要性能参数,并依据汽车动力学公式进行整车动力匹配;通过对电动汽车驱动电机性能比较,进而选定外转子永磁无刷直流电机为驱动电机,同时建立其数学模型。其次,设计基于一阶线性自抗扰转速环控制器,并分析了一阶线性自抗扰控制器的稳定性和频带特性;采用直接转矩控制与线性自抗扰相结合的轮驱电机控制算法,仿真分析得出该算法提高了驱动电机的动静态性能。再次,基于分层理念,针对四轮独立驱动/转向电动汽车直线行驶、常规转向、原地转向、平移转向四种行驶模式,提出基于线性自抗扰偏差耦合同步控制和电子差速控制的轮驱电机协调控制策略,并仿真验证所提控制策略的正确性。最后,搭建四轮独立驱动/转向电动汽车驱动系统实验平台,采用基于CAN总线的分... 

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 4WID/S电动汽车国内外研究现状
        1.2.2 多电机协调控制策略国内外研究现状
    1.3 本文主要研究内容
2 整车动力匹配及轮驱电机数学模型
    2.1 4WID/S电动汽车底盘结构
    2.2 整车参数与性能指标
    2.3 轮驱电机动力匹配
    2.4 轮驱电机选型
    2.5 永磁无刷直流电机数学模型
    2.6 本章小结
3 无刷直流电机线性自抗扰控制器设计
    3.1 自抗扰控制器的结构和算法
    3.2 线性自抗扰控制器的结构和算法
    3.3 无刷直流电机转速环一阶线性自抗扰控制器设计
        3.3.1 一阶线性自抗扰控制器的完整算法
        3.3.2 一阶线性自抗扰控制器稳定性分析
        3.3.3 一阶线性自抗扰控制器频带特性分析
    3.4 基于一阶LADRC的无刷直流电机直接转矩控制
    3.5 仿真分析
        3.5.1 空载启动仿真分析
        3.5.2 负载扰动仿真分析
    3.6 本章小结
4 4WID/S电动汽车轮驱电机协调控制策略研究
    4.1 4WID/S电动汽车行驶模式分析
    4.2 轮驱电机同步控制
        4.2.1 多电机同步控制结构
        4.2.2 多电机同步控制性能评价指标
        4.2.3 基于LADRC的偏差耦合同步控制
    4.3 基于路面附着约束的电子差速控制
    4.4 基于分层理念的轮驱电机协调控制策略
    4.5 仿真分析
        4.5.1 同轴双电机同步控制仿真分析
        4.5.2 四电机同步控制仿真分析
        4.5.3 电子差速控制仿真分析
    4.6 本章小结
5 4WID/S电动汽车轮驱电机协调控制策略实验验证
    5.1 4WID/S电动汽车驱动系统设计
    5.2 硬件设计
    5.3 程序设计
    5.4 4WID/S电动汽车轮驱电机协调控制实验分析
        5.4.1 基于一阶LADRC的轮驱电机控制实验验证
        5.4.2 四台轮驱电机同步控制实验验证
        5.4.3 四台轮驱电机电子差速控制实验验证
    5.5 本章小结
6 总结和展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果



本文编号：3674072