基于目标优化的四轮驱动电动汽车转矩分配策略研究

发布时间：2017-06-17 08:48

  本文关键词：基于目标优化的四轮驱动电动汽车转矩分配策略研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：四轮独立驱动电动汽车作为电动汽车一个重要的发展方向，车辆运动控制以及驱动力优化分配是四轮独立驱动电动汽车的关键技术。本文对四轮独立驱动电动汽车的整车模型和电子差速系统进行了研究，并对电子差速系统中的转矩分配策略进行了设计，其主要内容如下： 1.研究了四轮独立驱动电动汽车的整车结构和电子差速系统的工作原理；并在此基础上深入分析了电动汽车中驱动系统、能源系统、控制系统的主要功能和四轮独立驱动电动汽车运动学的特点。 2.研究了四轮独立驱动电动汽车的数学模型；在DYNAware传统汽车模型的基础上建立了四轮独立驱动电动汽车模型并对典型工况进行了仿真，仿真结果表明该模型能够反映出四轮独立驱动电动汽车的运行路径和状态。 3.考虑四轮独立驱动电动汽车在电机失效的情况下以及在急加速、加速、减速、急减速等工况下的运行特点，提出了基于稳定性目标的目标优化四轮独立驱动转矩分配策略。 基于上述工作，，本文对汽车急加速、急转弯、缓转弯等正常工况和三种不同的轮毂电机故障工况进行了仿真，结果表明转矩分配算法在正常工况和轮毂电机故障工况下，能够比较好的跟踪驾驶员期望的运动轨迹，在控制性能上面远远优于传统汽车采用的平均分配算法的控制效果。因此，本文提出的转矩分配策略能够提高车辆的稳定性和故障情况下的运行能力。
【关键词】：电动汽车 四轮独立驱动 轮毂电机 电子差速 转矩分配 目标优化
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1. 课题背景及研究意义10-11
• 1.2. 电动汽车国内外发展现状11-15
• 1.2.1. 国外电动汽车发展现状11-13
• 1.2.2. 国内电动汽车发展现状13-15
• 1.3. 四轮独立驱动电动汽车发展现状15
• 1.4. 四轮独立驱动电动汽车转矩分配技术研究现状15-17
• 1.4.1. 基于规则的电动汽车转矩分配策略16
• 1.4.2. 基于目标优化的电动汽车转矩分配策略16-17
• 1.5. 本论文研究的具体工作内容17-18
• 第二章 4WID 电动汽车整车结构及电子差速系统18-26
• 2.1. 4WID 电动汽车整车结构18-20
• 2.1.1. 轮毂电机及其驱动控制系统19-20
• 2.1.2. 储能电池及其电池管理系统20
• 2.1.3. 整车控制器20
• 2.2. 4WID 电动汽车电子差速系统20-23
• 2.2.1. 横摆角速度控制21-22
• 2.2.2. 横摆力矩分配模块22
• 2.2.3. 滑移率控制模块22-23
• 2.3. 电动汽车电子差速系统技术要求23-24
• 2.4. 4WID 电动汽车转矩分配必要性分析24-25
• 2.5. 本章小结25-26
• 第三章 4WID 电动汽车整车模型的搭建26-46
• 3.1. 4WID 电动汽车仿真模型搭建的意义26-27
• 3.2. 4WID 电动汽车整车模型搭建27-39
• 3.2.1. 四轮独立驱动/制动模型28-30
• 3.2.2. 转向系统及其控制系统模型30-32
• 3.2.3. 大地、车辆、轮胎坐标系32-33
• 3.2.4. 车体动力学模型33-34
• 3.2.5. 车轮动力学模型34-35
• 3.2.6. 轮胎模型35-39
• 3.3. 四轮轮毂电机独立驱动电动汽车模型验证39-45
• 3.3.1. 车辆加速/减速工况模型验证41-43
• 3.3.2. 车辆转弯工况模型验证43-45
• 3.4. 本章小结45-46
• 第四章 4WID 电动汽车转矩分配策略设计46-65
• 4.1. 4WID 电动汽车转矩分配策略总体结构46-47
• 4.2. 路面附着系数及电机转矩对轮胎力的影响47-48
• 4.2.1. 地面附着系数限制47-48
• 4.2.2. 轮毂电机驱动力限制48
• 4.3. 轮毂电机故障模式判断及策略设计48-50
• 4.4. 基于稳定性的目标优化算法设计50-63
• 4.4.1. 目标优化目标函数确定50-60
• 4.4.2. 目标优化约束条件的确定60-61
• 4.4.3. 目标优化求解算法61-63
• 4.5. 控制量计算63-64
• 4.6. 本章小结64-65
• 第五章 4WID 电动汽车转矩分配策略仿真65-78
• 5.1. 汽车加速及方向盘固定输入（缓打方向盘）工况仿真分析65-68
• 5.2. 蛇形工况（急打方向盘）仿真分析68-71
• 5.3. 轮毂电机故障工况仿真分析71-76
• 5.3.1. 单轮轮毂电机失效工况71-73
• 5.3.2. 前侧或后侧两个轮毂电机失效工况73-75
• 5.3.3. 对角两个轮毂电机失效工况75-76
• 5.4. 本章小结76-78
• 第六章 总结及展望78-79
• 6.1. 全文总结78
• 6.2. 研究展望78-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-85
• 硕士期间主要研究成果85-86

【参考文献】

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本文编号：457841