后轮驱动电动车的电子差速控制策略研究

摘要

轮毂电机驱动电动汽车是新能源汽车领域的重点研究对象，多轮独立驱动不仅简化了传统汽车复杂的传动系统，而且在驱动力分配和牵引力控制领域有明显优势。因此，众多汽车企业和研究单位对其投资了重要资源进行研究。　　本文对轮毂电机驱动的电动汽车进行了动力学控制系统研究。　　首先，对轮毂电机后轮驱动的轮毂电机电动汽车建立了车辆纵向行驶模型，针对车辆的设计目标完成了电机参数的确定。在分析并比较几种现代理论控制算法后，确定采用双闭环 PI调节的 PWM调压调速电机控制策略，应用Matlab/Simulink建立车辆模型与电机模型，对采用的的控制策略进行分析。　　其次，为了研究电子差速控制算法，设计基于模糊控制理论的路面识别系统。以当前路面的实际利用附着系数和车轮实际滑转率作为模糊控制的输入，通过对输入变量模糊处理、模糊化运算、输出变量清晰化，从而可以得到当前路面的最大附着系数和最佳滑转率。利用Matlab中的fuzzy工具箱与Simulink进行联合仿真，分别设定大、中、小三种滑转率下的不同实际路面附着系数（高、中、低三种），得到其分别对应的六种路面权重系数以及最佳滑转率、最大路面附着系数，再与模糊规则表对比，观察仿真结果是否与理论分析相一致。　　最后，本文进行基于目标滑转率控制的电子差速控制策略研究。首先建立四自由度整车动力学模型，转向模型和轮胎模型。通过上述路面识别系统实时估算一侧驱动轮的最佳滑转率，再通过轮胎侧偏角的变化率估算另一侧车轮的最佳滑转率。根据每个驱动轮不同的最佳滑转率，通过滑模变结构控制理论控制每个驱动车轮的转矩输出，使车轮的滑转率始终保持在目标滑转率附近。最后，在Matlab/Simulink环境下建立仿真模型并进行仿真分析，结果表明，所设计的控制策略可将车轮滑转率控制在最佳滑转率值附近，使车辆具有良好的转向性能。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究目的与意义

1.2 电动汽车的发展状况

1.3 轮毂电机驱动的研究现状

1.4 电子差速系统研究现状

1.5 本论文的主要研究内容

第二章 车辆驱动系统的研究

2.1 纵向行驶模型

2.2 驱动电机的电机模型

2.3 电机参数选择

2.4 电枢绕组选择

2.5 电机控制策略与驱动控制仿真研究

2.6 本章小结

第三章 基于模糊控制的路面识别系统设计

3.1 模糊控制基础理论

3.2 基于模糊控制的路面识别研究

3.3 路面权重系数清晰化处理

3.4 路面识别系统仿真分析

3.5 本章小结

第四章 轮毂电机驱动式电动汽车车辆动力学模型的建立

4.1 三自由度整车模型

4.2 轮胎模型

4.4 本章小结

第五章 电子差速控制算法的研究

5.1 电子差速控制策略

5.2 电子差速控制系统设计

5.3 电子差速系统仿真分析

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果