双电机后轮驱动电动汽车电子差速系统的仿真研究

发布时间：2017-10-14 08:20

  本文关键词：双电机后轮驱动电动汽车电子差速系统的仿真研究

  更多相关文章： 电子差速 四轮转向 集成控制 稳定性 车辆动力学

【摘要】：随着环境污染与能源危机日益严重,各国政府、企业和科研机构重新将目光投向节能、环保的电动汽车。其中,电动轮电动汽车由于结构简单、传动效率高、转矩独立可控等优势而备受关注。然而,电动轮电动汽车在拥有更多控制自由度的同时,也存在驱动轮之间协调控制的问题,即通常所说的电子差速问题。为了解决上述问题,本文提出了以改善行驶安全性和操纵稳定性为目标的新型电子差速系统。本文首先建立了八自由度整车动力学模型,作为电子差速系统的研究平台。然后,设计了基于滑转率和横摆角速度联合控制的电子差速系统,主要包括三大模块:基于滑模变结构控制以最优滑转率为控制目标的滑转率控制模块、基于模糊控制以跟踪期望横摆角速度为控制目标的横摆运动控制模块以及对前两者进行协调的协调控制模块。最后,设计了低附着路面、对接路面、对开路面的加速试验及操纵稳定性试验对电子差速系统的控制效果进行评价。仿真结果表明,电子差速系统不仅能实现基本的防滑功能,还能改善车辆的操纵稳定性和安全性。考虑到电子差速系统对质心侧偏角控制的局限性,引入四轮转向系统,研究电子差速系统与四轮转向系统的集成控制,通过将轮胎纵向力和侧向力结合起来综合控制质心侧偏角和横摆角速度。然后,采用前馈、反馈综合控制设计四轮转向控制器,通过调节后轮转角来控制质心侧偏角。接着,设计了协调控制器对电子差速控制器和四轮转向控制器进行协调控制。仿真试验表明,集成控制相比于电子差速系统单独控制,在保证稳定性的基础上可以大大减小质心侧偏角,尤其是在中低速的情况下,可以基本实现零质心侧偏角的控制目标,从而提高车辆的轨迹保持能力。
【关键词】：电子差速 四轮转向 集成控制 稳定性 车辆动力学
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 课题背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-17
• 1.2.1 电动轮电动汽车发展现状10-12
• 1.2.2 电子差速系统研究现状12-17
• 1.3 主要研究目的17
• 1.4 主要研究内容17-19
• 第二章 电动车动力学模型19-38
• 2.1 电动车结构19-20
• 2.2 模型总体架构20-21
• 2.3 轮胎模型21-28
• 2.3.1 轮胎运动坐标系22
• 2.3.2 滑动率22-24
• 2.3.3 魔术公式轮胎模型24-28
• 2.4 整车模型28-33
• 2.4.1 车身动力学模型28-30
• 2.4.2 车轮动力学模型30-32
• 2.4.3 阿克曼转向模型32-33
• 2.5 电机模型33
• 2.6 参考模型33-35
• 2.7 模型仿真35-37
• 2.8 本章小结37-38
• 第三章 电子差速系统设计与仿真分析38-60
• 3.1 机械差速器和电子差速器工作原理38-40
• 3.1.1 机械差速器工作原理38-39
• 3.1.2 电子差速器工作原理39-40
• 3.2 横摆角速度对车辆稳定性的影响40-42
• 3.3 电子差速系统设计42-52
• 3.3.1 总体结构设计42-43
• 3.3.2 滑转率控制模块43-48
• 3.3.3 横摆运动控制模块48-51
• 3.3.4 协调控制模块51-52
• 3.4 电子差速系统仿真分析52-59
• 3.4.1 低附着系数路面仿真分析53-54
• 3.4.2 对接路面仿真分析54-55
• 3.4.3 对开路面仿真分析55-56
• 3.4.4 操纵稳定性仿真分析56-59
• 3.5 本章小结59-60
• 第四章 电子差速系统与四轮转向系统的集成控制研究60-80
• 4.1 质心侧偏角对车辆稳定性的影响60-63
• 4.2 四轮转向系统分析63-71
• 4.2.1 四轮转向基本原理63-64
• 4.2.2 四轮转向基本操纵模型64-65
• 4.2.3 四轮转向控制策略分析65-71
• 4.3 集成控制器设计及仿真分析71-79
• 4.3.1 集成控制基本原理71-72
• 4.3.2 四轮转向控制器设计72-74
• 4.3.3 协调控制器设计74-75
• 4.3.4 仿真分析75-79
• 4.4 本章小结79-80
• 总结与展望80-82
• 参考文献82-88
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果88-89
• 致谢89-90
• 附件90

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本文编号：1030007