考虑单电机故障的轮毂电机驱动汽车稳定性控制研究
发布时间：2021-09-29 14:05
轮毂电机驱动汽车具有更加高效、节能、空间大、控制灵活等诸多优点。而相比传统底盘的汽车设计,轮毂电机驱动汽车在四轮系统内集成了轮毂电机,增加了执行器的数量和系统的复杂性,其故障频发率也随之显著提高。对于轮毂电机驱动汽车,单轮电机故障是一种频发率极高的转矩输出故障,会对车辆稳定性产生严重的影响,危及整车行驶安全。故本文依据电动轮汽车驱动转矩独立可控的特点,重点考虑单电机故障,对轮毂电机驱动汽车稳定性控制进行了研究。首先,根据轮毂电机驱动汽车的驱动特点,利用Carsim/Simulink建立轮毂电机驱动汽车动力学模型。并在此基础上定义了本文主要研究的单轮电动轮转矩输出故障,建立了此故障状态下的车辆动力学模型。然后对单电机故障状态下的稳定性控制决策进行了研究。根据控制思想的不同,划分出了转矩补偿和整车控制分配的两种稳定性控制系统,接着搭建了轮毂电机驱动汽车故障诊断观测器,并依据此观测器与车载传感器系统,设计了两者的应用决策,完成了稳定性控制系统的总体构架的建立。对于转矩补偿控制,首先,根据非线性三步法控制理论,将轮毂电机驱动汽车的稳定性控制问题细化为稳态、前馈、反馈三个控制层面,设计了相应的稳...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
轮毂电机驱动系统结构示意图
（a）轮毂电机驱动汽车发展简史 （b）米其林 Active Wheel图 1.2 国外轮毂电机驱动汽车发展成果Fig 1.2 Development results of foreign distributed drivers内轮毂电机驱动汽车发展现状与前景国外研究的脚步，国内的科研工作者也开展了许多关于四轮轮毂电制方法和试验项目的研究工作。同济大学余卓平教授[21]总结了分布现状，推动其在国内的发展。褚文博教授[22]开展了轮毂电机驱动汽
8][29]。轮毂电机驱动汽车实车实验方面国内也取得了辉煌的成果。同济大学开“春晖”和“登峰”系列轮毂电机驱动电动轿车，研究了分布式驱动的轮胎，对车辆状态参数以及路面附着系数进行了估计，并从电机效率图的角度出发入探讨了电动车的能源优化管理问题[30-32]。清华大学开发了轮边驱动汽车，最优控制分配改进了四轮转矩分配方法，提高整车稳定性、动力性以及安全状态下的最佳经济性[33][34]。此外，轮毂电机驱动汽车理念在国内市场也初露锋芒。2004 年，比亚迪在发布概念新车比亚迪 ET，其采用了四轮边电机独立驱动模式，集成了 ABS，A ESP 等先进控制算法的控制系统，使得整车的操纵性与稳定性极佳；紧接着 20奥迪发布了奥迪 e-tron 概念车，两个配有独立冷却系统的电动机安装在奥-tron 分布式驱动式概念车的后轴上，并且持有电子刹车系统。在刹车过程中， e-tron 分布式驱动式概念车的电动机可将全部减速的能量转化为电流并进行，将动能转化为电能，并重新储存起来，意味着电动机的能量回收潜能得到分利用，这也是分布式驱动技术面相未来的关键性一步。同时一汽集团、长车以及奇瑞汽车公司均在研究试制自主知识产权的电动汽车样车。
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车差动助力转向系统的可拓协调控制[J]. 陈无畏,孙晓文,汪洪波. 中国科学:技术科学. 2017(03)
[2]灵活裕度控制策略的功率–电压特性曲线分析[J]. 陈朋,李梅航,严兵,郝俊芳,张群,赵倩. 高电压技术. 2016(10)
[3]两轮独立驱动电动汽车驱动防滑控制研究[J]. 段敏,郭文涛,李刚,于倩,于潇婉. 辽宁工业大学学报(自然科学版). 2016(04)
[4]分布式电驱动车辆纵-横-垂向力协同控制[J]. 曹坤,罗禹贡,戴一凡,褚文博,陈龙,李克强. 汽车工程. 2015(09)
[5]基于“三步法”的柴油机urea-SCR系统控制设计[J]. 赵靖华,陈志刚,胡云峰,陈虹. 吉林大学学报(工学版). 2015(06)
[6]控制分配理论在车辆动力学控制中的应用[J]. 余卓平,杨鹏飞,熊璐. 机械工程学报. 2014(18)
[7]加大混合动力汽车政策扶持力度——访全国人大代表、湖南科力远新能源股份有限公司董事长 钟发平[J]. 毛万熙,王小伟. 环球市场信息导报. 2014(13)
[8]轮式电传动装甲车辆多轮驱动牵引力控制策略[J]. 廖自力,阳贵兵,刘春光,苏建强. 火力与指挥控制. 2013(05)
[9]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)
[10]ISO26262标准下永磁同步电机故障对整车安全性的影响分析[J]. 邬肖鹏,刘飞,熊璐,余卓平. 汽车技术. 2013(02)
博士论文
[1]分布式驱动电动汽车动力学控制机理和控制策略研究[D]. 武冬梅.吉林大学 2015
[2]基于复合滑动率控制的4WID-EV驱动力分配研究[D]. 赵明慧.燕山大学 2014
[3]过驱动系统控制分配理论及其应用[D]. 马建军.国防科学技术大学 2009
[4]电动轮独立驱动汽车差动助力转向技术研究[D]. 王军年.吉林大学 2009
硕士论文
[1]汽车横摆力矩控制与差动助力转向的可拓协调控制[D]. 孙晓文.合肥工业大学 2017
[2]基于PMSM的纯电动汽车差速转向控制策略研究[D]. 武龙星.重庆交通大学 2016
[3]基于驾驶意图识别的四轮驱动电动汽车转矩分配策略研究[D]. 向绪爱.上海工程技术大学 2016
[4]无刷直流电机驱动电动车驱动力矩控制研究[D]. 宋蕊.吉林大学 2015
[5]轮毂电机对车辆操纵稳定性和平顺性的影响研究[D]. 汪志强.吉林大学 2014
[6]基于差动制动的汽车横摆与侧翻稳定性集成控制研究[D]. 李占旗.吉林大学 2011
本文编号：3413842
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
轮毂电机驱动系统结构示意图
（a）轮毂电机驱动汽车发展简史 （b）米其林 Active Wheel图 1.2 国外轮毂电机驱动汽车发展成果Fig 1.2 Development results of foreign distributed drivers内轮毂电机驱动汽车发展现状与前景国外研究的脚步，国内的科研工作者也开展了许多关于四轮轮毂电制方法和试验项目的研究工作。同济大学余卓平教授[21]总结了分布现状，推动其在国内的发展。褚文博教授[22]开展了轮毂电机驱动汽
8][29]。轮毂电机驱动汽车实车实验方面国内也取得了辉煌的成果。同济大学开“春晖”和“登峰”系列轮毂电机驱动电动轿车，研究了分布式驱动的轮胎，对车辆状态参数以及路面附着系数进行了估计，并从电机效率图的角度出发入探讨了电动车的能源优化管理问题[30-32]。清华大学开发了轮边驱动汽车，最优控制分配改进了四轮转矩分配方法，提高整车稳定性、动力性以及安全状态下的最佳经济性[33][34]。此外，轮毂电机驱动汽车理念在国内市场也初露锋芒。2004 年，比亚迪在发布概念新车比亚迪 ET，其采用了四轮边电机独立驱动模式，集成了 ABS，A ESP 等先进控制算法的控制系统，使得整车的操纵性与稳定性极佳；紧接着 20奥迪发布了奥迪 e-tron 概念车，两个配有独立冷却系统的电动机安装在奥-tron 分布式驱动式概念车的后轴上，并且持有电子刹车系统。在刹车过程中， e-tron 分布式驱动式概念车的电动机可将全部减速的能量转化为电流并进行，将动能转化为电能，并重新储存起来，意味着电动机的能量回收潜能得到分利用，这也是分布式驱动技术面相未来的关键性一步。同时一汽集团、长车以及奇瑞汽车公司均在研究试制自主知识产权的电动汽车样车。
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车差动助力转向系统的可拓协调控制[J]. 陈无畏,孙晓文,汪洪波. 中国科学:技术科学. 2017(03)
[2]灵活裕度控制策略的功率–电压特性曲线分析[J]. 陈朋,李梅航,严兵,郝俊芳,张群,赵倩. 高电压技术. 2016(10)
[3]两轮独立驱动电动汽车驱动防滑控制研究[J]. 段敏,郭文涛,李刚,于倩,于潇婉. 辽宁工业大学学报(自然科学版). 2016(04)
[4]分布式电驱动车辆纵-横-垂向力协同控制[J]. 曹坤,罗禹贡,戴一凡,褚文博,陈龙,李克强. 汽车工程. 2015(09)
[5]基于“三步法”的柴油机urea-SCR系统控制设计[J]. 赵靖华,陈志刚,胡云峰,陈虹. 吉林大学学报(工学版). 2015(06)
[6]控制分配理论在车辆动力学控制中的应用[J]. 余卓平,杨鹏飞,熊璐. 机械工程学报. 2014(18)
[7]加大混合动力汽车政策扶持力度——访全国人大代表、湖南科力远新能源股份有限公司董事长 钟发平[J]. 毛万熙,王小伟. 环球市场信息导报. 2014(13)
[8]轮式电传动装甲车辆多轮驱动牵引力控制策略[J]. 廖自力,阳贵兵,刘春光,苏建强. 火力与指挥控制. 2013(05)
[9]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)
[10]ISO26262标准下永磁同步电机故障对整车安全性的影响分析[J]. 邬肖鹏,刘飞,熊璐,余卓平. 汽车技术. 2013(02)
博士论文
[1]分布式驱动电动汽车动力学控制机理和控制策略研究[D]. 武冬梅.吉林大学 2015
[2]基于复合滑动率控制的4WID-EV驱动力分配研究[D]. 赵明慧.燕山大学 2014
[3]过驱动系统控制分配理论及其应用[D]. 马建军.国防科学技术大学 2009
[4]电动轮独立驱动汽车差动助力转向技术研究[D]. 王军年.吉林大学 2009
硕士论文
[1]汽车横摆力矩控制与差动助力转向的可拓协调控制[D]. 孙晓文.合肥工业大学 2017
[2]基于PMSM的纯电动汽车差速转向控制策略研究[D]. 武龙星.重庆交通大学 2016
[3]基于驾驶意图识别的四轮驱动电动汽车转矩分配策略研究[D]. 向绪爱.上海工程技术大学 2016
[4]无刷直流电机驱动电动车驱动力矩控制研究[D]. 宋蕊.吉林大学 2015
[5]轮毂电机对车辆操纵稳定性和平顺性的影响研究[D]. 汪志强.吉林大学 2014
[6]基于差动制动的汽车横摆与侧翻稳定性集成控制研究[D]. 李占旗.吉林大学 2011
本文编号：3413842
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