电动轮驱动汽车的电子差速和驱动防滑联合控制研究

摘要

电动轮驱动汽车是一种以电池中的电能作为能量来源，以集成在驱动轮上的轮毂电机作为动力来源的纯电动汽车。由于电动轮驱动汽车的驱动力矩可通过对轮毂电机的控制而获得，且轮毂电机本身效率较高又可对输出转矩以及车轮转速进行快速而准确的测量，因此相对于传统汽车电动轮驱动汽车在动力性、经济性与可操控性方面具有极大的优势。
　　本文以电动轮驱动汽车为研究对象，对驱动防滑控制与电子差速控制展开了研究，本文主要的研究工作有：
　　①在Adams/View软件与CarSim软件中分别搭建了电动轮驱动试验车的仿真模型，说明了上述两款软件与Matlab/Simulink软件联合仿真的方法，并在此基础之上说明了这两种建模仿真方法各自的优势与不足；
　　②利用轮毂电机轮速与转矩易快速而精确测得的优势，基于汽车单轮模型理论与Adams/View软件中电动轮驱动试验车仿真模型的仿真数据提出了路面最优滑转率的识别方法；
　　③在深入分析模糊控制理论的基础上设计了驱动防滑模糊控制算法，并基于Adams/View软件与Matlab/Simulink软件的联合仿真，通过对比驱动防滑模糊控制算法与驱动防滑模型跟踪控制算法的仿真结果使所设计控制算法的有效性得到了验证；
　　④在深入分析模型预测控制理论的基础上设计了利用车辆横摆角速度和质心侧偏角实际值与期望值来计算车辆附加横摆转矩的驱动控制器，在深入分析模糊控制理论的基础上设计了根据车辆目标驱动转矩和车辆附加横摆力矩分配各电动轮转矩的驱动力分配器，这两个控制器共同组成了本文所设计的电子差速控制器，并通过CarSim与Matlab的联合仿真验证了所设计电子差速控制算法与驱动防滑控制算法联合控制的效果。
　　现存的电动轮驱动汽车底盘控制技术并未充分利用电动轮驱动汽车的优势，本文设计的电动轮驱动汽车电子差速与驱动防滑联合控制则避免了这一缺陷，根据仿真结果，上述控制算法可有效地提高车辆转弯行驶时的稳定性。本文的研究内容为电动轮驱动汽车底盘控制的后续开发工作奠定了一定的基础。

目录

声明

第1章 引言

1.1 研究背景

1.2 电动轮驱动汽车路面识别研究现状

1.3 电动轮驱动汽车驱动防滑研究现状

1.4 电动轮驱动汽车电子差速控制研究现状

1.5 研究内容与研究方法

第2章 电动轮驱动试验车的建模与联合仿真方法

2.1 电动轮驱动试验车整车结构与参数

2.2 Adams/View整车模型与Matlab/Simulink控制模型联合仿真方法

2.3 CarSim整车模型与Matlab/Simulink控制模型联合仿真方法

2.4 Adams/View与CarSim整车仿真模型建模比较

2.5 本章小结

第3章 基于汽车单轮动力学模型理论的路面识别方法

3.1 汽车单轮动力学模型

3.2 轮胎模型

3.3路面附着情况识别方法

3.4 本章小结

第4章 基于最优滑转率识别的驱动防滑模糊控制算法

4.1 模糊控制理论

4.2驱动防滑模糊控制设计

4.3 驱动防滑模糊控制仿真分析

4.4 本章小结

第5章 电子差速和驱动防滑联合控制算法

5.1电子差速和驱动防滑联合控制结构

5.2 驱动控制器设计

5.3 驱动力分配与防滑控制器设计

5.4 电动轮驱动汽车电子差速和驱动防滑联合控制仿真分析

5.5 本章小结

第6章 结论

6.1 研究总结

6.2 研究展望

致谢

参考文献

攻读学位期间获得与学位论文相关的科研成果