电动汽车轮毂电机力矩协调分配研究

发布时间：2020-07-21 10:45

【摘要】：纯电动汽车以洁净、无尾气污染的优势逐渐代替燃油车来改善大气污染问题。汽车保有量的增加使得汽车行驶路况变得较为复杂,汽车行驶安全性受到很大影响。紧急情况下,驾驶员由于过度紧张容易出现误踩油门急打方向的现象,造成车身侧向失稳,因此,汽车侧向稳定性控制的研究对提高汽车稳定性具有重要意义。基于轮毂电机响应速度快、力矩控制互不干扰的优势,本文采用轮毂电机力矩协调分配方式实现对车辆侧向稳定性的控制。为了更好地实现电动汽车力矩的最优分配,保证汽车的稳定行驶,本文以驾驶员意图辨识、侧向稳定性控制、最优力矩分配控制、滑移率控制以及电机控制等为研究内容,设计了一种电动汽车轮毂电机力矩协调分配策略。具体研究内容如下:(1)根据已知整车参数利用Carsim软件进行整车建模,利用MATLAB/Simulink搭建电机及其控制器模型,搭建控制策略仿真验证平台;(2)利用神经网络搭建驾驶员意图辨识模型,并以采集到的电子踏板开度及其变化率作为辨识模型的输入,实时获取驾驶员的期望力矩需求,完成力矩的初步分配;(3)根据线性二自由度模型,利用LQR策略得到保证汽车稳定性所需求的期望横摆力矩,并提出了一种力矩协调分配策略实现对各轮毂电机进行力矩分配,保证汽车行驶稳定性;(4)利用最优滑移率控制对各轮毂电机力矩进行调节,保证在横摆力矩分配过程中实现车轮的防滑功能;根据最终所需电机输出力矩的大小利用模糊-滑模控制策略对电机进行控制;以实际踏板的输出信号为试验平台的实时输入,验证极限工况下文章提出的改进力矩分配策略的有效性,模糊-滑模控制策略对电机削抖控制的可行性,在保证汽车侧向稳定性情况下完成对电机的削抖控制。
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U469.72
【图文】：

第一季度,空气质量,调查数据

第 1 章绪论第 1 章绪论.1 课题的研究背景及意义人类深陷在大气污染的环境中，近年来，大气污染是全球关注的热点。2017一季度空气质量的调查数据如图 1.1 所示，PM2.5 占空气污染物的比重为 20.9%机动车尾气是 PM2.5 的主要污染源，约占 36%，因此尾气的治理尤为重要。经快速发展促进了汽车保有量的增加，据公安部数据统计，2017 年，我国汽车保达 2.17 亿辆，与 2016 年相比，增加 2304 万辆，同比增长 11.85%。汽车保有量速增长，给环保、石油带来了很大的压力，如何通过改进汽车的相关技术来改善污染以及缓解石油枯竭问题是世界各国共同面临的难题。

稳定系统,车身

导致事故的发生。本文提出的轮毂电机力矩协调分配研究可以确保该情汽车的侧向稳定性，降低事故发生的概率。轮毂电机作为电动车的核心部件，在侧向稳定性控制方面发挥着至关重要的作用，相比传统汽车通过机械式的差动制控制整车的稳定性，轮毂电机响应速度快，每个轮毂电机独立工作互不干扰，可现对每个电机力矩合理的切换控制，使每个车轮工作于最优滑移率区间，进一步了汽车的安全性。.2 国内外发展现状近年来，随着恶劣天气的增多，汽车行驶的路况变得极为复杂，另外，随着汽有量的上升，行驶在路面上的汽车数量也变得增多，这对安全驾驶来讲是很大的。随着科技的发展，现在汽车上会存在很多主动驾驶辅助系统，如车身稳定系统滑系统等，这些主动控制采用的技术以及控制思想基本一致（如图 1.2、图 1.3）：利用侧向稳定性控制计算期望横摆力矩，通过最优力矩分配策略将力矩再分车轮，实现侧向稳定性控制功能，保证了车辆的稳定行驶；利用滑移率控制计算力矩，将力矩再分配到车轮上实现防滑功能。

防滑系统

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