基于PMSM的纯电动汽车差速转向控制策略研究

发布时间：2017-08-20 04:18

  本文关键词：基于PMSM的纯电动汽车差速转向控制策略研究

  更多相关文章： 四轮驱动 纯电动汽车 电子差速 永磁同步电机 BP神经网络

【摘要】：全球的环境污染和日益严重的温室效应,促使新能源汽车开始进入人们的视野,随着汽车产业的发展,世界各国对电动汽车越来越重视,很多的汽车制造商和研究所开始对电动汽车进行深入研究,其中,四轮毂电机驱动的纯电动汽车就是最典型的一种以四个轮毂电机作为驱动动力的纯电动汽车。本文以中、低速行驶过程中的四轮独立驱动电动汽车为研究对象,驱动轮毂电机采用正弦波驱动的永磁同步电动机,主要在对纯电动汽车的电机驱动控制系统进行了简要分析和研究后,提出了基于四轮毂电机驱动的纯电动汽车电子差速转向控制策略。为此,本文主要进行一下几个方面的研究:轮毂电机驱动的电动汽车主要是以驱动电机为动力源进行驱动行驶的,因此,要分析电动汽车电子差速转向的相关控制方法,必须对电动汽车的电机控制驱动系统进行研究。本文在对比分析驱动电机特性的基础上,最终选取性能较好的永磁同步电机作为轮毂驱动电机,同时建立驱动电机在不同坐标系下的数学模型,确定了各个控制环节的参数,介绍了永磁同步轮毂电机矢量控制原理并通过MATLAB/simulink仿真验证了其控制方法的可行性。针对驱动电机为永磁同步电机的纯电动汽车,本文在对Ackerman-Jeantand前轮转向模型分析的基础上,结合电动汽车前后轮反向转动差速转向模型中相关参量的函数关系,通过等效对比,确定该模型可以有效得减小四轮驱动电动汽车在行驶过程中的转向半径;同时建立了电动汽车前后轮反向转向的整车动力学模型,研究分析了动力学模型中相关方程的具体参数,根据模型的平衡方程,分析了该转向模型下的四轮毂电机的控制特性。在MATLAB/simulink仿真软件环境中构建了四轮独立驱动的电子差速转向控制模型并进行相关数据的采集,结合整车模型中的相关参数,对模型进行相应的计算机仿真。仿真结果表明基于Ackermann-Jeantand转向定理和BP神经网络控制的综合控制方法能够较好地解决四轮独立驱动电动汽车在中、低速行驶转向过程中的电子差速问题,为电子差速控制系统的后续研究和分析奠定了一定的理论基础。
【关键词】：四轮驱动 纯电动汽车 电子差速 永磁同步电机 BP神经网络
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-18
• 1.1 背景及研究意义8-10
• 1.2 国内外发展现状10-14
• 1.2.1 轮毂驱动电动车发展现状10-13
• 1.2.2 电子差速研究现状13-14
• 1.3 本论文的主要研究内容14-15
• 参考文献15-18
• 第二章 永磁同步电机控制方法研究18-33
• 2.1 电动汽车驱动控制系统结构分析18-19
• 2.2 轮毂驱动电机的分类及选型19-22
• 2.2.1 车用轮毂电机的类型比较19-21
• 2.2.2 永磁同步电机的结构特点21
• 2.2.3 永磁同步电机参数选择与匹配21-22
• 2.3 永磁同步电机的矢量控制22-23
• 2.4 永磁同步电机数学模型的建立23-26
• 2.4.1 永磁同步电机控制坐标变换23-25
• 2.4.2 坐标系下永磁同步电机的基本方程25-26
• 2.5 空间矢量调制（SVPWM）技术26-30
• 2.5.1 SVPWM原理27-29
• 2.5.2 SVPWM的算法实现29-30
• 2.6 永磁同步电机矢量控制系统结构30-31
• 2.7 本章小结31
• 参考文献31-33
• 第三章 电动汽车差速转向动力学模型33-41
• 3.1 电子差速转向原理33-38
• 3.1.1 Ackermann-Jeantand转向模型33-35
• 3.1.2 前后轮反向转动差速转向模型35-38
• 3.2 整车动力学模型38-39
• 3.3 本章小结39-40
• 参考文献40-41
• 第四章 汽车差速转向控制策略研究41-58
• 4.1 电子差速的控制方法41-42
• 4.2 基于BP神经网络模型的四轮电子差速的控制42-49
• 4.2.1 神经网络概述42-44
• 4.2.2 神经网络的学习44-45
• 4.2.3 BP神经网络模型结构45-47
• 4.2.4 BP神经网络工具箱函数47-49
• 4.3 基于BP神经网络的电子差速转向模型的建立49-55
• 4.3.1 BP神经网络模型的结构设计49-51
• 4.3.2 BP神经网络的训练样本51-53
• 4.3.3 复合神经网络模型的学习53
• 4.3.4 复合神经网络模型的建立53-55
• 4.4 本章小结55-56
• 参考文献56-58
• 第五章 汽车差速转向控制建模与仿真58-72
• 5.1 MATLAB/Simulink软件介绍58
• 5.2 永磁同步电机控制模块58-65
• 5.2.1 PMSM矢量控制系统仿真模型的建立58-59
• 5.2.2 坐标变换模块59-60
• 5.2.3 SVPWM模块60-63
• 5.2.4 仿真结果及分析63-65
• 5.3 电子差速控制模块65-68
• 5.3.1 Ackermann-Jeantand转向模块66-67
• 5.3.2 基于BP神经网络差速控制模块67-68
• 5.4 BP神经网络控制模块仿真结果与分析68-71
• 5.5 本章小结71-72
• 第六章 总结与展望72-74
• 6.1 论文总结72-73
• 6.2 后续展望73-74
• 致谢74-76
• 攻读学位期间取得的研究成果76

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本文编号：704576