电动汽车四轮独立线控转向控制策略研究

摘要

四轮独立线控转向电动汽车是四个车轮的转向角均可独立控制的新型车辆，可有效提高车辆行驶时的操作稳定性和机动灵活性，得到了广泛关注和研究。转向控制作为四轮独立线控转向的核心，成为四轮独立转向电动汽车的研究热点。本文以零质心侧偏角力控制目标，针对电动汽车四轮独立线抆转向中四个转向电机的协调问题.设计以转速为控制量的多电机协调控制策略，实现四个转向电机转速的合理分配，主要研究内容如下：
　　（1）对四轮独立线控转向电动汽车的研究现状进行综述，阐述了采用线控独立转向的意义，建立大角度转向机构运动学模型，在Solidworks中对该机构进行仿真验证，将汽车质地静止转向作为转向最大阻力矩，对转向电机进行选型，保证四轮独立电动汽车转向的可行性。
　　（2）介绍四轮独立线控转向电动汽车不同转向模式时转角的分配策略；推导分析了步进电机梯形速度控制的原理；设计以固定步进电机加减速时间的速度控制的多电机协调控制策略；在Matlab/Simulink中构建二自由度汽车动力学与两相混合式步进电机转速控制相结合的仿真模型，仿真表明该控制策略可实现不同行驶工况四个步进电机的协调控制，证明方案的可行性和有效性。
　　（3）搭建四轮独立转向电动汽车的转向装置实验平台，以TMS320F28335为中央控制器。对UISimpleCAN协议进行研究，实现中央控制器和步进电机控制器之间的网络通信，并采集转向电机的速度和转角位移数据进行处理，实验结果和仿真结果一致，表明控制策略的可行性。

目录

声明

主要符号表

1绪论

1.1研究背景和意义

1.2四轮独立转向电动汽车的结构和控制原理

1.3国内外研究现状

1.4主要研究内容

2大角度转向机构的虚拟样机

2.1大角度转向机构的设计

2.2转向机构的运动仿真

2.3转向执行机构选型

2.4本章小结

3四轮独立转向电动汽车数学模型

3.1二自由度转向动力学模型

3.2转向执行电机模型

3.3细分驱动仿真分析

3.4本章小结

4转向控制的多电机协调

4.1四轮独立转向转角控制

4.2步进电机梯形速度曲线

4.3多电机协调控制

4.4联合仿真分析

4.5本章小结

5四轮独立转向装置的构建和实验分析

5.1硬件电路设计

5.2 CAN通信网络设计

5.3软件程序设计

5.4实验结果及分析

5.5本章小结

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献

硕士期间发表的论文、从事的科研项目及奖励