电动汽车双模耦合驱动系统建模与模式切换控制研究
发布时间：2021-01-22 17:13
双模耦合驱动系统实现了集中式驱动模式与分布式驱动模式的一体化集成,能够同步进行模式切换和两挡自动变速,从而大幅提升电动汽车的驱动效率和动力学控制能力,具有较好的应用前景。由于该系统采用了机械式自动换挡形式,模式切换过程中存在明显的动力中断和冲击问题,执行机构的传感器故障还会使模式切换控制难度大幅增加。本文针对双模耦合驱动系统所涉及的上述问题进行理论和试验研究,力图实现驱动模式的平滑切换并提升传感器故障工况的系统工作可靠性。本文的主要研究内容如下:（1）通过对双模耦合驱动系统模式切换的工作机理分析,实现模式切换过程的动力学特性解析,完成模式切换过程阶段划分并建立各阶段的数学模型,揭示无离合器驱动系统换挡过程与传统AMT换挡过程的差异,确定了换挡速度与冲击度之间的关系表达式。（2）针对常规工况模式切换过程各阶段的特殊性,选择不同的控制变量,利用滑模控制算法设计位置控制器和速度控制器,根据同步阶段特性设计了力控制器,通过系统机械特性和各阶段力学特性确定各阶段控制方法的切换条件,完成分阶段多变量组合控制器设计和控制效果仿真验证。（3）针对可能发生的传感器故障工况,考虑传感器信息采集对模式切换控...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
梅赛德斯SLSE-C结合集中式驱动形式和分布式驱动形
燕山大学工学硕士学位论文-58-5.2控制系统平台开发dSPACE/MicroAutoBox能够实现CAN通讯、模拟信号输入输出和数字信号的输入输出功能，并且其具有快速的计算能力，可以适用于大部分环境中，在工业开发领域应用十分广泛，实物图如5-3所示。图5-3dSPACE/MicroAutoBox实物图控制命令数据记录控制信号上位机车身驱动力矩角位移传感器电流传感器测量数据冲击度j图5-4控系统平台通常情况下，软件开发是非常复杂的过程，每一次开发程序都需要工程师手动编写。本文利用dSPACE/MicroAutoBox的快速原型功能，将MATLAB/Simulink中建立的模型直接作为dSPACE/MicroAutoBox内部程序，因此可以减少控制算法开发的复杂性，并且在试验过程中可以通过上位机实时修改参数，观察性能和储存数据，有效简化了试验过程。基于dSPACE/MicroAutoBox的控制系统平台如图5-4所示，
第5章模式切换控制方法效果实车试验验证-59-包括上位机、dSPACE/MicroAutoBox、双模耦合驱动系统和系统搭载试验车四个部分。双模耦合驱动系统的模式切换执行机构上安装了位移传感器和电流传感器以实现对接合套位置和换挡电机电流的测量。在试验车身上安装了双差分GPS和惯导模块用来测量车辆的速度和加速度的变化，以此数据为基础计算冲击度。在实验过程中，上位机实现控制命令的发送和试验数据记录，dSPACE/MicroAutoBox负责将上位机的控制指令根据其内部的程序转化成双模耦合驱动系统的控制信号，同时通过上位机向dSPACE/MicroAutoBox发送控制指令来实现对变速器的控制。5.3试验结果分析在设计实验时，为了保持采集数据具有相同的时间标准，所以使用dSPACE/MicroAutoBox同时代替了VCU和TCU功能。因此试验程序不仅包括了模式切换控制算法，还包括车辆的驱动程序和模式切换策略。为了保证试验的安全性和每次试验的统一性，试验道路选择水平直线道路，设定进行模式切换的车速为30km/h，试验程序的Simulink模型如图5-5所示。图5-5试验程序开发
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车驱动系统传感器故障检测与诊断技术研究[J]. 闫云敬. 科学技术创新. 2018(28)
[2]电动汽车对开坡道双模耦合驱动控制[J]. 张利鹏,董闯闯,张伟,庞诏文,张思龙,贾启康. 中国机械工程. 2018(15)
[3]电动汽车双模耦合驱动系统变模冲击抑制方法[J]. 张利鹏,谷定杰,祁炳楠,董闯闯. 机械工程学报. 2018(08)
[4]轮毂电机驱动电动汽车侧倾稳定性解耦控制[J]. 张利鹏,李亮,祁炳楠. 机械工程学报. 2017(16)
[5]电动汽车电机驱动系统速度传感器故障诊断及容错控制研究[J]. 谢恩,汪兆栋,汪玄旺. 景德镇学院学报. 2016(06)
[6]电动汽车发展的“十三五”设想[J]. 万钢. 汽车纵横. 2016(05)
[7]中国新能源汽车的研发及展望[J]. 欧阳明高. 科技导报. 2016(06)
[8]电机-变速器直连系统换挡过程建模及仿真[J]. 陈红旭,田光宇. 清华大学学报(自然科学版). 2016(02)
[9]双电机分布式驱动汽车高速稳定性机电耦合控制[J]. 张利鹏,李亮,祁炳楠,宋健. 机械工程学报. 2015(16)
[10]换挡参数对锁环式同步器同步过程的影响研究[J]. 关蕙,闫皓. 机械传动. 2014(12)
硕士论文
[1]电动汽车传感器的故障诊断研究[D]. 郑宗豪.新疆大学 2019
[2]电动汽车双模耦合驱动系统控制器开发与功能实现[D]. 董闯闯.燕山大学 2019
[3]电动汽车双模耦合驱动系统的变模机理与控制方法[D]. 谷定杰.燕山大学 2018
[4]电动客车无同步器AMT换挡过程控制研究[D]. 刘正伟.吉林大学 2017
[5]全电AMT换挡品质的多目标优化研究[D]. 成岳华.中南林业科技大学 2016
[6]电动汽车电机驱动系统传感器故障诊断及容错研究[D]. 王权.电子科技大学 2012
本文编号：2993607
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
梅赛德斯SLSE-C结合集中式驱动形式和分布式驱动形
燕山大学工学硕士学位论文-58-5.2控制系统平台开发dSPACE/MicroAutoBox能够实现CAN通讯、模拟信号输入输出和数字信号的输入输出功能，并且其具有快速的计算能力，可以适用于大部分环境中，在工业开发领域应用十分广泛，实物图如5-3所示。图5-3dSPACE/MicroAutoBox实物图控制命令数据记录控制信号上位机车身驱动力矩角位移传感器电流传感器测量数据冲击度j图5-4控系统平台通常情况下，软件开发是非常复杂的过程，每一次开发程序都需要工程师手动编写。本文利用dSPACE/MicroAutoBox的快速原型功能，将MATLAB/Simulink中建立的模型直接作为dSPACE/MicroAutoBox内部程序，因此可以减少控制算法开发的复杂性，并且在试验过程中可以通过上位机实时修改参数，观察性能和储存数据，有效简化了试验过程。基于dSPACE/MicroAutoBox的控制系统平台如图5-4所示，
第5章模式切换控制方法效果实车试验验证-59-包括上位机、dSPACE/MicroAutoBox、双模耦合驱动系统和系统搭载试验车四个部分。双模耦合驱动系统的模式切换执行机构上安装了位移传感器和电流传感器以实现对接合套位置和换挡电机电流的测量。在试验车身上安装了双差分GPS和惯导模块用来测量车辆的速度和加速度的变化，以此数据为基础计算冲击度。在实验过程中，上位机实现控制命令的发送和试验数据记录，dSPACE/MicroAutoBox负责将上位机的控制指令根据其内部的程序转化成双模耦合驱动系统的控制信号，同时通过上位机向dSPACE/MicroAutoBox发送控制指令来实现对变速器的控制。5.3试验结果分析在设计实验时，为了保持采集数据具有相同的时间标准，所以使用dSPACE/MicroAutoBox同时代替了VCU和TCU功能。因此试验程序不仅包括了模式切换控制算法，还包括车辆的驱动程序和模式切换策略。为了保证试验的安全性和每次试验的统一性，试验道路选择水平直线道路，设定进行模式切换的车速为30km/h，试验程序的Simulink模型如图5-5所示。图5-5试验程序开发
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车驱动系统传感器故障检测与诊断技术研究[J]. 闫云敬. 科学技术创新. 2018(28)
[2]电动汽车对开坡道双模耦合驱动控制[J]. 张利鹏,董闯闯,张伟,庞诏文,张思龙,贾启康. 中国机械工程. 2018(15)
[3]电动汽车双模耦合驱动系统变模冲击抑制方法[J]. 张利鹏,谷定杰,祁炳楠,董闯闯. 机械工程学报. 2018(08)
[4]轮毂电机驱动电动汽车侧倾稳定性解耦控制[J]. 张利鹏,李亮,祁炳楠. 机械工程学报. 2017(16)
[5]电动汽车电机驱动系统速度传感器故障诊断及容错控制研究[J]. 谢恩,汪兆栋,汪玄旺. 景德镇学院学报. 2016(06)
[6]电动汽车发展的“十三五”设想[J]. 万钢. 汽车纵横. 2016(05)
[7]中国新能源汽车的研发及展望[J]. 欧阳明高. 科技导报. 2016(06)
[8]电机-变速器直连系统换挡过程建模及仿真[J]. 陈红旭,田光宇. 清华大学学报(自然科学版). 2016(02)
[9]双电机分布式驱动汽车高速稳定性机电耦合控制[J]. 张利鹏,李亮,祁炳楠,宋健. 机械工程学报. 2015(16)
[10]换挡参数对锁环式同步器同步过程的影响研究[J]. 关蕙,闫皓. 机械传动. 2014(12)
硕士论文
[1]电动汽车传感器的故障诊断研究[D]. 郑宗豪.新疆大学 2019
[2]电动汽车双模耦合驱动系统控制器开发与功能实现[D]. 董闯闯.燕山大学 2019
[3]电动汽车双模耦合驱动系统的变模机理与控制方法[D]. 谷定杰.燕山大学 2018
[4]电动客车无同步器AMT换挡过程控制研究[D]. 刘正伟.吉林大学 2017
[5]全电AMT换挡品质的多目标优化研究[D]. 成岳华.中南林业科技大学 2016
[6]电动汽车电机驱动系统传感器故障诊断及容错研究[D]. 王权.电子科技大学 2012
本文编号：2993607
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