基于模糊神经网络的电动汽车电子差速控制系统的研究与开发

摘要

新能源汽车作为未来汽车发展的重要方向，越来越受到各国的重视。其中电动汽车作为新能源汽车的重要分支，一直是世界各国学者和汽车厂商研究的重点，并取得了许多可喜的成果。轮毂电机驱动的电动汽车因其结构简单、控制灵活等优点，其发展近年来备受瞩目。轮毂电机直接集成在汽车轮胎内部，不需要传统汽车的离合器、传动机构和减速箱等机械结构，因而大大简化了汽车的底盘结构，减轻整车质量。另一方面，每个轮毂电机通过一个控制器控制，可实现每个车轮的独立控制，大大增加了汽车行驶的灵活性，同时也给电机控制系统提出了更高的要求。　　本文主要研究双轮毂电机驱动电动汽车的电子差速控制系统及其控制策略。第一章，详细介绍了国内外电动汽车近年的发展状况，重点介绍了轮毂电机驱动的电动汽车及其控制技术。第二章，以四轮汽车的Ackerman-Jeantand转向模型为基础，推导出汽车在转向时每个车轮的转速与汽车速度和方向盘转向角的关系。第三章，详细介绍了模糊神经网络理论，包括模糊控制、径向基神经网络和Takagi-Sugeno型模糊神经网络，并研究了网络的结构和算法。第四章，根据模糊神经网络理论，研究了用于驱动双轮毂电机的电子差速控制系统，包括控制算法、系统硬件设计和系统软件设计。第五章，在MATLAB中构建了电子差速控制系统的Simulink仿真模型，包括轮毂电机仿真模型、模糊神经网络控制器和模糊PID控制器。最后给出两后轮毂驱动的电动汽车的道路试验。第六章，总结全文并展望电动汽车未来的发展。　　研究结果表明，基于模糊神经网络的电动汽车电子差速控制系统能够实现轮毂电机驱动的电动汽车在转向时两个驱动轮的差速旋转，两个轮毂电机的转速符合Ackerman-Jeantand转向模型对两个后轮转速的要求，误差控制在设计要求以内。

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第1章 前言

1.1 研究背景及意义

1.2 电动汽车发展状况

1.3 主要研究内容

1.4 本章小结

第2章 四轮汽车的差速转向模型

2.1 轮毂电机的数学模型

2.2 Ackerman-Jeantand转向模型

2.3 差速转向的动力学分析

2.4 差速转向的实现方式

2.5 本章小结

第3章 模糊神经网络

3.1 模糊控制的基本理论

3.2 径向基神经网络的基本理论

3.3 基于Takagi-Sugeno模型的模糊神经网络

3.4 本章小结

第4章 电子差速控制系统

4.1 控制算法

4.2 控制系统硬件设计

4.3 控制系统软件设计

4.4 本章小结

第5章 仿真与试验

5.1 轮毂电机的Simulink建模

5.2 模糊神经网络控制器

5.3 系统建模

5.4 仿真结果

5.5 道路试验

5.6 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢