分布式驱动电动车电机制动控制策略研究

发布时间：2017-10-22 10:20

  本文关键词：分布式驱动电动车电机制动控制策略研究

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【摘要】：随着能源问题和环境问题的日益突出,新能源汽车已经成为当今汽车行业发展的重点。其中,分布式四轮驱动电动车具有独特的底盘系统结构形式,相比集中式驱动的电动汽车或混合动力汽车,其动力学控制特性更具优势,是新能源汽车的重要发展方向。分布式驱动电动车的制动过程不仅仅由液压制动系统完成,电机制动也会参与其中,这就需要对车辆的复合制动过程进行协调,保证制动时的稳定性。另外,由于分布式驱动电动车四个车轮处的电机制动力均为独立控制,这使得电机制动能通过差动制动形式的直接横摆力矩控制,主动参与车辆的操纵稳定性控制。本文以分布式驱动电动车的制动稳定性和操纵稳定性为目标,研究电机制动控制策略。对分布式驱动电动车的驱动系统和制动系统进行了结构分析和主要参数匹配设计,并基于Car Sim软件建立了系统动力学模型。制定了常规制动工况下的电机制动控制策略,该策略依照理想的前、后轴制动力分配关系和ECE法规,结合四轮电机制动可独立控制的特性,采用固定比值算法分配前、后轴制动力,并最大限度利用单个车轮上的电机制动力,保证分布式驱动电动车进行常规制动时的制动效能和方向稳定性。制定了电机制动直接横摆力矩控制策略,该策略识别车辆是否发生不足转向或过度转向,以修正后的横摆角速度偏差值和质心侧偏角偏差值为控制变量,基于模糊控制原理计算出纠正车辆转向状态所需的直接横摆力矩,通过对单个或多个目标车轮施加电机制动力矩,以差动制动的方式实施校正,保证分布式驱动电动车的操纵稳定性。在Car Sim和Simulink软件中搭建分布式驱动电动车联合仿真平台,依照相关标准和法规,对提出的电机制动控制策略进行仿真。分析仿真结果可知,进行常规制动时,分布式驱动电动车在控制策略的作用下达到了国家标准对制动效能的要求,同时车辆的侧向偏移量较小,保证了制动的方向稳定性;当车辆发生不足转向或过度转向时,电机制动直接横摆力矩控制策略能及时调整目标车轮上的电机制动力矩和液压制动力矩,纠正车辆的转向偏移和失稳侧滑。仿真结果验证了控制策略的可行性。
【关键词】：分布式驱动电动车 电机制动 稳定性 控制策略
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题研究的背景和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-15
• 1.2.1 电机制动的国外研究现状10-11
• 1.2.2 电机制动的国内研究现状11-13
• 1.2.3 分布式驱动电动车的国内外研究现状13-14
• 1.2.4 国内外研究现状分析14-15
• 1.3 本文的主要研究内容15-16
• 第2章 分布式驱动电动车结构分析和模型建立16-28
• 2.1 分布式驱动电动车驱动系统参数匹配16-20
• 2.1.1 分布式驱动电动车动力性能分析16-18
• 2.1.2 轮毂电机参数设计18-20
• 2.2 分布式驱动电动车制动系统结构20-21
• 2.3 分布式驱动电动车动力学模型建立21-27
• 2.3.1 整车模型22
• 2.3.2 轮胎模型22-25
• 2.3.3 电机模型25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 常规制动工况电机制动控制策略28-37
• 3.1 制动方向稳定性分析28-29
• 3.2 前后轴制动力分配策略29-33
• 3.2.1 理想的前后轴制动力分配29-30
• 3.2.2 ECE R13法规限制30-31
• 3.2.3 分布式驱动电动车前后轴制动力分配策略31-33
• 3.3 单轮复合制动分配策略33-36
• 3.3.1 最大电机制动力矩34-35
• 3.3.2 复合制动力矩分配策略35-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第4章 电机制动直接横摆力矩控制策略37-48
• 4.1 转向状态识别37-38
• 4.2 直接横摆力矩控制变量的确定38-41
• 4.2.1 目标横摆角速度计算39-40
• 4.2.2 目标质心侧偏角计算40
• 4.2.3 控制变量目标值的校正40-41
• 4.3 直接横摆力矩模糊控制41-44
• 4.4 差动制动力分配44-45
• 4.4.1 目标控制车轮的选取44-45
• 4.4.2 目标车轮制动力矩控制45
• 4.5 DYC复合制动分配控制45-46
• 4.5.1 电机制动DYC控制的限制条件46
• 4.5.2 DYC复合制动力矩分配策略46
• 4.6 本章小结46-48
• 第5章 电机制动控制策略仿真分析48-63
• 5.1 Car Sim-Simulink仿真平台建立48-49
• 5.2 常规电机制动控制策略仿真研究49-52
• 5.3 电机制动直接横摆力矩控制策略仿真研究52-62
• 5.3.1 FMVSS 126试验52-56
• 5.3.2 DLC双移线试验56-62
• 5.4 本章小结62-63
• 结论63-64
• 参考文献64-68
• 攻读硕士学位期间发表的论文68-70
• 致谢70

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本文编号：1077955