电动教练车起步控制设计与仿真

摘要

由于世界环境污染和能源问题已成为燃油汽车发展所面临的两大突出问题，许多驾驶培训学校开始自行改装或购置电动教练车以节约培训成本。我们对多家汽车驾驶学校的电动教练车进行了实地调查，发现现有的电动教练车虽然在动力性上都能满足驾驶训练的要求，但其在操控特性方面却与燃油汽车有着很大的差异，尤其是在起步过程中的离合器操控特性上。在起步过程中，由于直流电机的自动调节转矩特性，电动教练车不会像燃油汽车那样在离合器快抬时，车辆出现抖动甚至电动机停机现象。针对这样一个问题，本论文开展了如下工作:
　　(1)依据电动教练车的动力性要求，选择驱动电机和动力电池类型并对它们进行匹配，然后对电动教练车进行动力性匹配，以此为后续的电动教练车起步过程建模提供必要的数据。
　　(2)分析电动教练车和燃油汽车起步过程的差异，以及电动教练车起步过程的性能要求，建立了驱动电机的模型和离合器结合过程模型，为接下来起步过程的模型建立和仿真提供基础。
　　(3)利用模糊控制理论知识构建电动教练车的起步过程中，电动机负载转矩突然增加情况下的最高电磁转矩限定、电磁转矩下降及电动机停止的控制模型，然后用MATLAB软件仿真，并分析仿真结果。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景

1．2 国内外电动汽车发展状况

1．2．1 国外电动汽车发展状况

1．2．2 国内电动汽车发展状况

1．2．3 我国电动教练车的发展状况

1．3 本论文研究内容及方案路线

1．3．1 论文主要研究内容

1．3．2 论文的技术路线

第二章 电动教练车动力系统匹配设计

2．1 电动教练车动力性能要求

2．2 电动教练车驱动电机类型选择

2．2．1 直流电动机

2．2．2 感应电动机

2．2．3 永磁电动机

2．2．4 开关磁阻电动机

2．2．5 电动教练车驱动电机的要求

2．3 驱动电机参数匹配

2．3．1 电动机的额定功率选择

2．3．2 电动机最高转速和额定转速匹配

2．3．3 电动机额定转矩Te、最大转矩Tmax匹配

2．3．4 最后确定电机的型号，技术参数

2．4 动力电池类型选择及参数匹配

2．4．1 动力电池类型的选择

2．4．2 电动教练车动力蓄电池型号选择

2．5 电动教练车动力性能匹配

2．5．1 电动教练车的驱动力和行驶阻力

2．5．2 电动教练车的行驶和功率平衡方程式

2．5．3 电动教练车动力性指标

2．6 本章小结

第三章 电动教练车起步过程模糊控制

3．1 电动教练车起步过程性能要求

3．1．1 电动教练车与燃油汽车的起步过程比较

3．1．2 电动教练车起步过程的性能要求

3．2 电动教练车驱动电机建模与仿真

3．2．1 永磁无刷直流电机的结构

3．2．2 永磁无刷直流电机的数学模型

3．2．3 永磁无刷直流电动机建模与仿真

3．3 电动教练车离合器结合过程建模

3．3．1 电动教练车离合器接合过程分析

3．3．2 电动教练车离合器动力学模型

3．3．3 电动教练车离合器转矩传递模型

3．4 本章小结

第四章 电动教练车起步过程模糊控制设计与仿真

4．1 模糊控制理论

4．1．1 模糊控制系统的组成

4．1．2 模糊控制器组成

4．2 电动教练车起步过程模糊控制设计

4．2．1 确定控制系统的输入与输出变量

4．2．2 输入-输出变量论域和模糊集合

4．2．3 确定各变量的隶属度函数

4．2．4 建立模糊控制规则表和模糊控制查询表

4．3 电动教练车起步过程模糊控制设计与仿真

4．3．1 电动教练车停机模糊控制系统仿真

4．3．2 电动教练车电磁转矩限定模糊控制仿真

4．4 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 全文总结

5．2 工作展望

参考文献

致谢

硕士期间完成的论文