4WID/S电动汽车多电机协调控制策略研究
发布时间：2020-12-23 20:05
现今资源越来越短缺,电动汽车(Electric Vehicle,EV)因环保、节能等方面优势获得广泛关注,逐渐成为研究热点与方向。本文以易于工程实现为目的,针对以永磁无刷直流电机(BLDCM)为驱动电机的四轮独立驱动/转向(4WID/S)电动汽车多电机协调控制展开研究。对4WID/S电动汽车研究现状进行综述,阐述其对于传统燃油汽车和电动汽车的优势,明确4WID/S电动汽车发展背景和意义,介绍了国内外多电机协调控制策略。根据4WID/S电动汽车特殊转向和驱动功能,对整车布置进行分析,在SolidWorks中绘制含驱动/转向总成的整车结构;对驱动电机进行选型,保证4WID/S电动汽车驱动性能。设计4WID/S电动汽车多电机协调控制系统基本结构,采用以虚拟主轴和电子差速控制为协调控制层,执行层采用离散滑模观测直接转矩控制(DTC)的多电机协调控制策略,实现电动汽车在不同状况下驱动电机转矩和转速合理分配。在MATLAB/Simulink中建立4WID/S电动汽车仿真模型,仿真结果表明四个驱动电机协调控制性能良好,证明控制策略有效可行。搭建硬件实验平台,设计各模块硬件,调试采样电路、eCAN通信...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
驱动形式：轴驱、轮驱（四轮驱动）结构示意图
西安理工大学硕士学位论文4图1-2 交叉耦合补偿控制系统结构图Fig.1-2 Structure diagram of cross coupling compensation control system并行控制由控制系统给定相同初始值，而调节误差不是不同电机之间误差，但只有负载绝对相同才可以实现同步。并行控制系统结构如图1-3所示。图1-3 并行控制系统结构图Fig.1-3 Structure diagram of parallel control system主从控制将主电机输出作为从电机输入参考值实现同步运行。但主从控制策略没有从电机向主电机反馈环节，故实际使用时主电机和从电机转动惯量大小不同。主从控制系统结构如图1-4所示。图1-4 主从控制系统结构图Fig.1-4 Master-slave control system structure diagram虚拟主轴控制输入信号经过总轴作用得到驱动参考信号，驱动单元跟踪该参考信号同步运行。但参考信号经过总轴作用滤波后得到，会存在主参考值和实际值的误差。文献[33]采用环形耦合方式，对两两电机转速差实现补偿，改善电机同步协调性能，系统结构如图1-5所示。文献[34]采用设计模糊控制器实现执行机构同步运行，不需要精确被控对象模型，但隶属函数设计需要大量经验，系统结构如图1-6所示。
Fig.1-2 Structure diagram of cross coupling compensation control system并行控制由控制系统给定相同初始值，而调节误差不是不同电机之间误差，但只有负载绝对相同才可以实现同步。并行控制系统结构如图1-3所示。图1-3 并行控制系统结构图Fig.1-3 Structure diagram of parallel control system主从控制将主电机输出作为从电机输入参考值实现同步运行。但主从控制策略没有从电机向主电机反馈环节，故实际使用时主电机和从电机转动惯量大小不同。主从控制系统结构如图1-4所示。图1-4 主从控制系统结构图Fig.1-4 Master-slave control system structure diagram虚拟主轴控制输入信号经过总轴作用得到驱动参考信号，驱动单元跟踪该参考信号同步运行。但参考信号经过总轴作用滤波后得到，会存在主参考值和实际值的误差。文献[33]采用环形耦合方式，对两两电机转速差实现补偿，改善电机同步协调性能，系统结构如图1-5所示。文献[34]采用设计模糊控制器实现执行机构同步运行，不需要精确被控对象模型，但隶属函数设计需要大量经验，系统结构如图1-6所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]多电机同步控制综述[J]. 韩仁银,郭阳宽,祝连庆,贺庆. 电机与控制应用. 2017(06)
[2]四轮独立驱动轮毂电机电动汽车研究综述[J]. 李刚,宗长富. 辽宁工业大学学报(自然科学版). 2014(01)
[3]纯电动汽车低速转向差速控制模型[J]. 靳彪,张欣,杨庆保. 北京交通大学学报. 2013(04)
[4]分布式驱动电动汽车动力学控制发展现状综述[J]. 余卓平,冯源,熊璐. 机械工程学报. 2013(08)
[5]基于模糊Lyapunov函数的机炉协调跟踪控制器设计[J]. 柳善建,刘西陲,沈炯,李益国,吴婕. 中国电机工程学报. 2013(11)
[6]线控四轮独立驱动轮毂电机电动车集成控制[J]. 李刚,宗长富,陈国迎,洪伟,何磊. 吉林大学学报(工学版). 2012(04)
[7]纯电动汽车用永磁同步电机空间矢量控制系统建模与仿真[J]. 宋舒,龚建国,林薇,汪贵平. 武汉理工大学学报. 2012(04)
[8]独立驱动电动汽车的转矩优化分配策略研究[J]. 续丹,王国栋,曹秉刚,冯晓辉. 西安交通大学学报. 2012(03)
[9]轮毂式电动车电子差速系统的动力学仿真[J]. 田韶鹏,范玲. 武汉理工大学学报(信息与管理工程版). 2011(03)
[10]多电机滑模环形耦合同步控制策略研究[J]. 刘然,孙建忠,罗亚琴,孙伟. 中国机械工程. 2010(22)
本文编号：2934283
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
驱动形式：轴驱、轮驱（四轮驱动）结构示意图
西安理工大学硕士学位论文4图1-2 交叉耦合补偿控制系统结构图Fig.1-2 Structure diagram of cross coupling compensation control system并行控制由控制系统给定相同初始值，而调节误差不是不同电机之间误差，但只有负载绝对相同才可以实现同步。并行控制系统结构如图1-3所示。图1-3 并行控制系统结构图Fig.1-3 Structure diagram of parallel control system主从控制将主电机输出作为从电机输入参考值实现同步运行。但主从控制策略没有从电机向主电机反馈环节，故实际使用时主电机和从电机转动惯量大小不同。主从控制系统结构如图1-4所示。图1-4 主从控制系统结构图Fig.1-4 Master-slave control system structure diagram虚拟主轴控制输入信号经过总轴作用得到驱动参考信号，驱动单元跟踪该参考信号同步运行。但参考信号经过总轴作用滤波后得到，会存在主参考值和实际值的误差。文献[33]采用环形耦合方式，对两两电机转速差实现补偿，改善电机同步协调性能，系统结构如图1-5所示。文献[34]采用设计模糊控制器实现执行机构同步运行，不需要精确被控对象模型，但隶属函数设计需要大量经验，系统结构如图1-6所示。
Fig.1-2 Structure diagram of cross coupling compensation control system并行控制由控制系统给定相同初始值，而调节误差不是不同电机之间误差，但只有负载绝对相同才可以实现同步。并行控制系统结构如图1-3所示。图1-3 并行控制系统结构图Fig.1-3 Structure diagram of parallel control system主从控制将主电机输出作为从电机输入参考值实现同步运行。但主从控制策略没有从电机向主电机反馈环节，故实际使用时主电机和从电机转动惯量大小不同。主从控制系统结构如图1-4所示。图1-4 主从控制系统结构图Fig.1-4 Master-slave control system structure diagram虚拟主轴控制输入信号经过总轴作用得到驱动参考信号，驱动单元跟踪该参考信号同步运行。但参考信号经过总轴作用滤波后得到，会存在主参考值和实际值的误差。文献[33]采用环形耦合方式，对两两电机转速差实现补偿，改善电机同步协调性能，系统结构如图1-5所示。文献[34]采用设计模糊控制器实现执行机构同步运行，不需要精确被控对象模型，但隶属函数设计需要大量经验，系统结构如图1-6所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]多电机同步控制综述[J]. 韩仁银,郭阳宽,祝连庆,贺庆. 电机与控制应用. 2017(06)
[2]四轮独立驱动轮毂电机电动汽车研究综述[J]. 李刚,宗长富. 辽宁工业大学学报(自然科学版). 2014(01)
[3]纯电动汽车低速转向差速控制模型[J]. 靳彪,张欣,杨庆保. 北京交通大学学报. 2013(04)
[4]分布式驱动电动汽车动力学控制发展现状综述[J]. 余卓平,冯源,熊璐. 机械工程学报. 2013(08)
[5]基于模糊Lyapunov函数的机炉协调跟踪控制器设计[J]. 柳善建,刘西陲,沈炯,李益国,吴婕. 中国电机工程学报. 2013(11)
[6]线控四轮独立驱动轮毂电机电动车集成控制[J]. 李刚,宗长富,陈国迎,洪伟,何磊. 吉林大学学报(工学版). 2012(04)
[7]纯电动汽车用永磁同步电机空间矢量控制系统建模与仿真[J]. 宋舒,龚建国,林薇,汪贵平. 武汉理工大学学报. 2012(04)
[8]独立驱动电动汽车的转矩优化分配策略研究[J]. 续丹,王国栋,曹秉刚,冯晓辉. 西安交通大学学报. 2012(03)
[9]轮毂式电动车电子差速系统的动力学仿真[J]. 田韶鹏,范玲. 武汉理工大学学报(信息与管理工程版). 2011(03)
[10]多电机滑模环形耦合同步控制策略研究[J]. 刘然,孙建忠,罗亚琴,孙伟. 中国机械工程. 2010(22)
本文编号：2934283
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