轮毂电机电动汽车转向动力学及控制策略研究
发布时间：2022-01-14 17:47
轮毂电机电动汽车的四个车轮直接由轮毂电机驱动,运动状态相互独立,传动效率高,是电动汽车的理想驱动形式之一。本文以轮毂电机四轮驱动电动汽车的转向控制为着眼点,对转向过程中的车辆运动学和动力学进行分析,设计了一套转速、转矩协同控制的转向控制策略,并通过仿真计算验证了它的合理性与有效性。首先,对轮毂电机电动汽车的总体布置和电机进行了选型,确定了前轮采用齿轮齿条式的电动助力转向系统,后轮采用主动驱动力分配与转速协调的辅助差速系统。在对车辆的运动学和动力学进行分析的基础上,建立起稳态质心侧偏角下四轮转速的运动学约束关系以及车辆横摆、侧倾和侧向三自由度模型,对车辆的轮胎受力情况进行了分析,建立起Uni-Tire非线性轮胎模型。其次,在对比分析了永磁同步电机的结构与类型的基础上,对电机的数学模型和控制原理进行了分析,建立起了轮毂电机及其直接转矩控制模型,实现对电机的转速和转矩的双闭环控制,保证控制的精度和速度。然后,在综合比较现有转向控制方式的优缺点后,提出了转速、转矩协同控制的转向控制策略。其中,转速采用神经网络算法对车轮的目标转速进行实时的计算;转矩采用滑模算法对目标横摆角速度和目标滑移率进行跟...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
纯电动汽车的布置方式
如图 2-1 所示，分布式驱动又可以根据需求。驱动的电动汽车中，轮毂电机直接将电机安装驱动车轮旋转，体积小、比功率大，具有很高构，降低了整车整备质量，所以此种驱动方式也。因此，在汽车上采用轮毂电机进行四轮驱动就-2 与 2-3 就是轮毂电机驱动总成结构图。但是也受到了较多的约束，主要表现在受限的外形等方面。因此，轮毂电机设计的基本思路就是外置转子采用扁平状的外形（即直径对厚度的，如此才能保证产品的性能[49]。不过，由于轮毂辆的动态特性会受到影响，但是这些影响依旧
主要发展方向。因此，在汽车上采用轮毂电机进行四轮驱动就非常便于布置与现[48]，如图 2-2 与 2-3 就是轮毂电机驱动总成结构图。但是，根据工作需求毂电机的设计也受到了较多的约束，主要表现在受限的外形尺寸，恶劣的工作境以及安全性等方面。因此，轮毂电机设计的基本思路就是直接驱动车轮，并用径向磁场，外置转子采用扁平状的外形（即直径对厚度的比值较大），液冷及良好的密封，如此才能保证产品的性能[49]。不过，由于轮毂电机增加了相应簧下质量，车辆的动态特性会受到影响，但是这些影响依旧是可控的[50]。图2-2 Protean/Brabus E级原型车的左前车轮的簧下总成[50]制动卡钳
【参考文献】：
期刊论文
[1]重点国家电动汽车产业政策效果分析[J]. 周伟,程如烟,贠强,赵蕴华. 全球科技经济瞭望. 2015(06)
[2]电动汽车传动方案的选择[J]. 徐威,张若平. 汽车工程师. 2014(08)
[3]四轮独立驱动轮毂电机电动汽车研究综述[J]. 李刚,宗长富. 辽宁工业大学学报(自然科学版). 2014(01)
[4]纯电动汽车低速转向差速控制模型[J]. 靳彪,张欣,杨庆保. 北京交通大学学报. 2013(04)
[5]电动轮车电子差速控制的试验研究[J]. 喻厚宇,黄妙华,张振国. 武汉理工大学学报. 2011(05)
[6]基于最大可传递转矩估计的主动稳定性控制(英文)[J]. 殷德军,大前学,清水浩,堀洋一. 汽车安全与节能学报. 2011(01)
[7]四轮独立电驱动越野车辆研究实验平台[J]. 王博,罗禹贡,邹广才,李克强. 清华大学学报(自然科学版). 2009(11)
[8]基于DYC的四轮驱动电传动车辆动力学控制系统研究[J]. 范晶晶,邹广才. 车辆与动力技术. 2009(01)
[9]轮毂电机驱动电动汽车电子差速系统研究[J]. 赵艳娥,张建武. 系统仿真学报. 2008(18)
[10]新的轮毂电机驱动电动车电子差速控制系统研究[J]. 葛英辉,李春生,倪光正. 中小型电机. 2003(06)
博士论文
[1]四轮毂电机电动汽车状态软测量及操纵稳定性控制系统研究[D]. 王成.吉林大学 2016
[2]轮毂电机驱动电动汽车状态估计及直接横摆力矩控制研究[D]. 肖峰.吉林大学 2016
[3]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
[4]线控四轮独立驱动轮毂电机电动汽车稳定性与节能控制研究[D]. 李刚.吉林大学 2013
[5]四轮驱动微型电动车整车控制[D]. 谷靖.清华大学 2012
[6]车辆稳定性系统和四轮转向系统及其集成控制研究[D]. 宋宇.合肥工业大学 2012
[7]基于轮胎力最优分配的车辆动力学集成控制研究[D]. 李道飞.上海交通大学 2008
[8]基于广义执行器—受控对象的车辆底盘集成控制的研究[D]. 沈晓鸣.上海交通大学 2006
硕士论文
[1]电动助力转向系统的控制研究[D]. 朱永明.辽宁工业大学 2017
[2]多轴转向电动车辆的轮毂电机驱动控制研究[D]. 杨朝阳.集美大学 2016
[3]九轴全地面起重机转向特性及最优控制策略研究[D]. 于祥欢.太原科技大学 2016
[4]电动汽车电子差速控制系统研究[D]. 马浩军.浙江大学 2016
[5]基于车载总线的分布式驱动电动汽车操纵稳定性研究[D]. 杨志豪.北京理工大学 2015
[6]四轮独立转向驱动电动车控制系统设计及控制算法研究[D]. 余攀.电子科技大学 2015
[7]四驱电动汽车操纵稳定性研究[D]. 何幸福.华南理工大学 2015
[8]我国电动汽车产业技术路线研究[D]. 谭立灯.重庆理工大学 2015
[9]多轮独立电驱动车辆驱动力分层控制策略[D]. 邱斌斌.浙江大学 2015
[10]电动汽车电子差速系统研究[D]. 李会.武汉理工大学 2013
本文编号：3588938
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
纯电动汽车的布置方式
如图 2-1 所示，分布式驱动又可以根据需求。驱动的电动汽车中，轮毂电机直接将电机安装驱动车轮旋转，体积小、比功率大，具有很高构，降低了整车整备质量，所以此种驱动方式也。因此，在汽车上采用轮毂电机进行四轮驱动就-2 与 2-3 就是轮毂电机驱动总成结构图。但是也受到了较多的约束，主要表现在受限的外形等方面。因此，轮毂电机设计的基本思路就是外置转子采用扁平状的外形（即直径对厚度的，如此才能保证产品的性能[49]。不过，由于轮毂辆的动态特性会受到影响，但是这些影响依旧
主要发展方向。因此，在汽车上采用轮毂电机进行四轮驱动就非常便于布置与现[48]，如图 2-2 与 2-3 就是轮毂电机驱动总成结构图。但是，根据工作需求毂电机的设计也受到了较多的约束，主要表现在受限的外形尺寸，恶劣的工作境以及安全性等方面。因此，轮毂电机设计的基本思路就是直接驱动车轮，并用径向磁场，外置转子采用扁平状的外形（即直径对厚度的比值较大），液冷及良好的密封，如此才能保证产品的性能[49]。不过，由于轮毂电机增加了相应簧下质量，车辆的动态特性会受到影响，但是这些影响依旧是可控的[50]。图2-2 Protean/Brabus E级原型车的左前车轮的簧下总成[50]制动卡钳
【参考文献】：
期刊论文
[1]重点国家电动汽车产业政策效果分析[J]. 周伟,程如烟,贠强,赵蕴华. 全球科技经济瞭望. 2015(06)
[2]电动汽车传动方案的选择[J]. 徐威,张若平. 汽车工程师. 2014(08)
[3]四轮独立驱动轮毂电机电动汽车研究综述[J]. 李刚,宗长富. 辽宁工业大学学报(自然科学版). 2014(01)
[4]纯电动汽车低速转向差速控制模型[J]. 靳彪,张欣,杨庆保. 北京交通大学学报. 2013(04)
[5]电动轮车电子差速控制的试验研究[J]. 喻厚宇,黄妙华,张振国. 武汉理工大学学报. 2011(05)
[6]基于最大可传递转矩估计的主动稳定性控制(英文)[J]. 殷德军,大前学,清水浩,堀洋一. 汽车安全与节能学报. 2011(01)
[7]四轮独立电驱动越野车辆研究实验平台[J]. 王博,罗禹贡,邹广才,李克强. 清华大学学报(自然科学版). 2009(11)
[8]基于DYC的四轮驱动电传动车辆动力学控制系统研究[J]. 范晶晶,邹广才. 车辆与动力技术. 2009(01)
[9]轮毂电机驱动电动汽车电子差速系统研究[J]. 赵艳娥,张建武. 系统仿真学报. 2008(18)
[10]新的轮毂电机驱动电动车电子差速控制系统研究[J]. 葛英辉,李春生,倪光正. 中小型电机. 2003(06)
博士论文
[1]四轮毂电机电动汽车状态软测量及操纵稳定性控制系统研究[D]. 王成.吉林大学 2016
[2]轮毂电机驱动电动汽车状态估计及直接横摆力矩控制研究[D]. 肖峰.吉林大学 2016
[3]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
[4]线控四轮独立驱动轮毂电机电动汽车稳定性与节能控制研究[D]. 李刚.吉林大学 2013
[5]四轮驱动微型电动车整车控制[D]. 谷靖.清华大学 2012
[6]车辆稳定性系统和四轮转向系统及其集成控制研究[D]. 宋宇.合肥工业大学 2012
[7]基于轮胎力最优分配的车辆动力学集成控制研究[D]. 李道飞.上海交通大学 2008
[8]基于广义执行器—受控对象的车辆底盘集成控制的研究[D]. 沈晓鸣.上海交通大学 2006
硕士论文
[1]电动助力转向系统的控制研究[D]. 朱永明.辽宁工业大学 2017
[2]多轴转向电动车辆的轮毂电机驱动控制研究[D]. 杨朝阳.集美大学 2016
[3]九轴全地面起重机转向特性及最优控制策略研究[D]. 于祥欢.太原科技大学 2016
[4]电动汽车电子差速控制系统研究[D]. 马浩军.浙江大学 2016
[5]基于车载总线的分布式驱动电动汽车操纵稳定性研究[D]. 杨志豪.北京理工大学 2015
[6]四轮独立转向驱动电动车控制系统设计及控制算法研究[D]. 余攀.电子科技大学 2015
[7]四驱电动汽车操纵稳定性研究[D]. 何幸福.华南理工大学 2015
[8]我国电动汽车产业技术路线研究[D]. 谭立灯.重庆理工大学 2015
[9]多轮独立电驱动车辆驱动力分层控制策略[D]. 邱斌斌.浙江大学 2015
[10]电动汽车电子差速系统研究[D]. 李会.武汉理工大学 2013
本文编号：3588938
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