四轮轮边驱动电动公交车电子差速控制研究
发布时间：2021-06-24 05:43
分布式驱动形式汽车是一种新型的电驱动汽车,取消了传统汽车上的发动机、变速器、传动轴、差速器等机械结构,驱动电机直接与车轮或经过减速器后与车轮相连。这种驱动形式相比较传统汽车具有更高的传递效率,从控制上也具有更高的灵活性。但在取消了机械差速器的同时需要设计合理的电子差速控制器,本文主要是针对电子差速控制策略在四轮独立轮边驱动电动公交车的应用展开了相关的研究。本文研究对象为四轮独立轮边驱动电动公交车,以该车为原型进行Trucksim动力学软件建模,并与MATLAB/simulink联合搭建电动汽车联合仿真模型,其中包括车体、轮胎、悬架KC特性、制动系统和转向系统等子模块的建模。将搭建的车辆模型进行最小转弯直径、30km/h直线滑行距离、0-30km/h加速时间仿真实验,并与实车试验数据进行对比,验证了模型的准确性。分析传统机械差速器的工作原理,并以此为依据提出以滑转率作为电子差速评价指标,且电子差速控制目标为使驱动轮滑转率保持在稳定区域。同时对分布式驱动汽车进行仿真实验,发现电子差速控制应该采用转矩控制模式,且随车轮滑转率的增大,必须采用合适的转矩控制策略以实现电子差速目标。本文设计的电子...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
轮边驱动与轮毂驱动形式
西南交通大学硕士研究生学位论文第4页汽车由于减少了传动系统，对电机以及控制算法就有了更高的要求[20]。在传统汽车上两侧驱动半轴之间安装的机械差速器能够保证车辆在转向过程中两侧车轮以不同转速转弯，使整车具有良好的差速性能。对于分布式驱动汽车而言，把机械差速器取消之后，则需要设计可靠、有效的电子差速控制器来保证轮边驱动汽车转向过程的差速性能[21]，同时由于其两侧车轮具有独立的自由度对控制策略的研究也提供了更多的可能性。1.2国内外研究现状1.2.1国内研究现状从2001开始国家开始大力发展电动汽汽车以来，国内各大高校、企业和研究机构都对电动汽车做出了比较深入的研究，而针对电动汽车中的关键技术电子差速控制也做了许多研究，推动了该项技术的发展，同时也取得了一些成果，做出了一定的贡献。2005年同济大学研发出的微型概念车“春晖三号”亮相上海，如图1-3所示。该样车采用了线控转向系统和驱动系统，并且在转向过程中设计了电子差速控制策略来保证差速转向。图1-3同济大学“春晖三号”高时芳[22]、孙明江[23]等人通过理想汽车转向模型Ackerman-Jeantand模型计算出不同转角和车速下各个车轮的理想轮速，并以此作为控制目标，采用PID控制将四个驱动电机转速调节到目标值大小，以期望实现车轮在路面上纯滚动。华南理工大学唐文武[24]提出的电子差速控制策略是以BP神经网络控制器为主，主要轮速数据是通过试验样车进行大量的转向试验来获取，并将该试验数据作为BP神经网络控制器的学习样本，以此得到不同车速、转角下各个车轮的转速。
西南交通大学硕士研究生学位论文第10页图2-1trucksim软件操作界面2.1.2车体模型建立由于Trucksim是一款参数化建模的车辆动力学软件，因此只需通过输入相应部件的参数值就可完成建模。在簧上质量坐标系中对整车基本参数进行设置，包括车身高度、质心到前轴的距离、质心高度、簧上质量、车辆绕X、Y、Z轴的转动惯量等参数。车体模型设置界面如图2-2所示。图2-2车体模型2.1.3轮胎模型建立车辆轮胎模型可供选择项有单轮胎和双轮胎模型，试样样车为单轮胎因此选择单轮胎模型。前后轴轮胎可以进行分别设置，轮胎参数设置包括有轮胎有效滚动半径、轮胎静载半径、弹簧刚度、允许承受的最大载荷、轮胎宽度等。其中可以设置在不同载荷下轮胎纵向力和侧向力与车轮纵向滑转率的关系曲线图，以及回正力矩与滑转率
【参考文献】：
期刊论文
[1]四轮独立驱动电动汽车多模式自适应车速估计方法[J]. 孙磊,刘平,杨明亮,罗立全,陈晓菲. 汽车技术. 2019(07)
[2]微型电动汽车整车控制器设计分析与研究[J]. 吴小江. 时代汽车. 2019(03)
[3]2018年中国新能源汽车消费者满意度研究分析[J]. 顾洪建,贺畅,魏冰. 汽车工业研究. 2019(01)
[4]基于BP神经网络模糊PID的主动悬架控制研究[J]. 张建强,时岩,冯海峰. 制造业自动化. 2019(02)
[5]基于模糊PID的车辆横向稳定系统研究[J]. 李然然. 汽车实用技术. 2019(03)
[6]科学评估汽车产业发展形势[J]. 董扬. 汽车纵横. 2019(02)
[7]2018年中国汽车市场运行情况及2019年预测[J]. 许海东. 汽车纵横. 2019(02)
[8]电动汽车动力系统总布置设计分析[J]. 李潇杰. 时代汽车. 2019(02)
[9]我国节能与新能源汽车发展战略与对策[J]. 卢欣欣. 智库时代. 2018(51)
[10]关于汽车保有量发展的碎片思考[J]. 朱盛镭. 上海汽车. 2018(12)
博士论文
[1]基于双层架构的分布式驱动电动汽车综合控制策略研究[D]. 周逢军.北京理工大学 2014
硕士论文
[1]纯电动客车整车控制器软件开发方法研究[D]. 熊宇舟.西南交通大学 2018
[2]我国电动汽车市场销量预测研究[D]. 凌拓.重庆理工大学 2018
[3]电动大巴汽车用永磁同步电机的驱动与控制[D]. 蔡国庆.浙江大学 2018
[4]轮毂电机电动汽车实车平台及其驱动控制策略研究[D]. 刘秋生.西华大学 2016
[5]基于品质工学的电动汽车再生制动系统优化研究[D]. 曹希航.重庆交通大学 2016
[6]轮毂电机电动汽车电子差速控制研究[D]. 孙明江.辽宁工业大学 2016
[7]混合动力汽车电驱动单元伺服控制仿真验证平台设计与实现[D]. 杨凯.电子科技大学 2015
[8]轮毂式电动汽车电子差速鲁棒控制研究[D]. 吴浩.武汉科技大学 2013
[9]电动汽车电子差速系统研究[D]. 李会.武汉理工大学 2013
[10]混合动力客车整车控制器的设计与开发[D]. 李润鑫.北京交通大学 2012
本文编号：3246495
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
轮边驱动与轮毂驱动形式
西南交通大学硕士研究生学位论文第4页汽车由于减少了传动系统，对电机以及控制算法就有了更高的要求[20]。在传统汽车上两侧驱动半轴之间安装的机械差速器能够保证车辆在转向过程中两侧车轮以不同转速转弯，使整车具有良好的差速性能。对于分布式驱动汽车而言，把机械差速器取消之后，则需要设计可靠、有效的电子差速控制器来保证轮边驱动汽车转向过程的差速性能[21]，同时由于其两侧车轮具有独立的自由度对控制策略的研究也提供了更多的可能性。1.2国内外研究现状1.2.1国内研究现状从2001开始国家开始大力发展电动汽汽车以来，国内各大高校、企业和研究机构都对电动汽车做出了比较深入的研究，而针对电动汽车中的关键技术电子差速控制也做了许多研究，推动了该项技术的发展，同时也取得了一些成果，做出了一定的贡献。2005年同济大学研发出的微型概念车“春晖三号”亮相上海，如图1-3所示。该样车采用了线控转向系统和驱动系统，并且在转向过程中设计了电子差速控制策略来保证差速转向。图1-3同济大学“春晖三号”高时芳[22]、孙明江[23]等人通过理想汽车转向模型Ackerman-Jeantand模型计算出不同转角和车速下各个车轮的理想轮速，并以此作为控制目标，采用PID控制将四个驱动电机转速调节到目标值大小，以期望实现车轮在路面上纯滚动。华南理工大学唐文武[24]提出的电子差速控制策略是以BP神经网络控制器为主，主要轮速数据是通过试验样车进行大量的转向试验来获取，并将该试验数据作为BP神经网络控制器的学习样本，以此得到不同车速、转角下各个车轮的转速。
西南交通大学硕士研究生学位论文第10页图2-1trucksim软件操作界面2.1.2车体模型建立由于Trucksim是一款参数化建模的车辆动力学软件，因此只需通过输入相应部件的参数值就可完成建模。在簧上质量坐标系中对整车基本参数进行设置，包括车身高度、质心到前轴的距离、质心高度、簧上质量、车辆绕X、Y、Z轴的转动惯量等参数。车体模型设置界面如图2-2所示。图2-2车体模型2.1.3轮胎模型建立车辆轮胎模型可供选择项有单轮胎和双轮胎模型，试样样车为单轮胎因此选择单轮胎模型。前后轴轮胎可以进行分别设置，轮胎参数设置包括有轮胎有效滚动半径、轮胎静载半径、弹簧刚度、允许承受的最大载荷、轮胎宽度等。其中可以设置在不同载荷下轮胎纵向力和侧向力与车轮纵向滑转率的关系曲线图，以及回正力矩与滑转率
【参考文献】：
期刊论文
[1]四轮独立驱动电动汽车多模式自适应车速估计方法[J]. 孙磊,刘平,杨明亮,罗立全,陈晓菲. 汽车技术. 2019(07)
[2]微型电动汽车整车控制器设计分析与研究[J]. 吴小江. 时代汽车. 2019(03)
[3]2018年中国新能源汽车消费者满意度研究分析[J]. 顾洪建,贺畅,魏冰. 汽车工业研究. 2019(01)
[4]基于BP神经网络模糊PID的主动悬架控制研究[J]. 张建强,时岩,冯海峰. 制造业自动化. 2019(02)
[5]基于模糊PID的车辆横向稳定系统研究[J]. 李然然. 汽车实用技术. 2019(03)
[6]科学评估汽车产业发展形势[J]. 董扬. 汽车纵横. 2019(02)
[7]2018年中国汽车市场运行情况及2019年预测[J]. 许海东. 汽车纵横. 2019(02)
[8]电动汽车动力系统总布置设计分析[J]. 李潇杰. 时代汽车. 2019(02)
[9]我国节能与新能源汽车发展战略与对策[J]. 卢欣欣. 智库时代. 2018(51)
[10]关于汽车保有量发展的碎片思考[J]. 朱盛镭. 上海汽车. 2018(12)
博士论文
[1]基于双层架构的分布式驱动电动汽车综合控制策略研究[D]. 周逢军.北京理工大学 2014
硕士论文
[1]纯电动客车整车控制器软件开发方法研究[D]. 熊宇舟.西南交通大学 2018
[2]我国电动汽车市场销量预测研究[D]. 凌拓.重庆理工大学 2018
[3]电动大巴汽车用永磁同步电机的驱动与控制[D]. 蔡国庆.浙江大学 2018
[4]轮毂电机电动汽车实车平台及其驱动控制策略研究[D]. 刘秋生.西华大学 2016
[5]基于品质工学的电动汽车再生制动系统优化研究[D]. 曹希航.重庆交通大学 2016
[6]轮毂电机电动汽车电子差速控制研究[D]. 孙明江.辽宁工业大学 2016
[7]混合动力汽车电驱动单元伺服控制仿真验证平台设计与实现[D]. 杨凯.电子科技大学 2015
[8]轮毂式电动汽车电子差速鲁棒控制研究[D]. 吴浩.武汉科技大学 2013
[9]电动汽车电子差速系统研究[D]. 李会.武汉理工大学 2013
[10]混合动力客车整车控制器的设计与开发[D]. 李润鑫.北京交通大学 2012
本文编号：3246495
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