电动汽车独立驱动轮毂电机的电子差速控制策略研究

来源 :河北工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zouximu19840420
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
独立驱动式电动汽车具有节约能源和车身轻量化等优点,是新能源汽车研发的主要对象。越来越多的科研院所和高新企业开展独立驱动式电动汽车相关技术研究及产品研发工作。独立驱动式电动汽车依靠电子差速控制(Electronic Differential Control,简称EDC)技术同步地协调各个驱动轮的行驶姿态,使得差速控制的复杂度高;且独立驱动式电动汽车在转向、驱动防滑、防抱死制动、横摆控制和坡道启停等多行驶工况下均对EDC有较高要求,以此防止车体因滑移而失衡、确保行驶安全。因此,独立驱动式电动汽车的EDC技术研究,对于提高电动汽车的行驶安全性和稳定性,具有重要的理论和应用意义。本文以采用永磁无刷直流轮毂驱动电机的电动汽车为对象,为提高差速控制效果为目标,开展电动汽车EDC的自抗扰研究。(1)阐述永磁无刷直流电机的工作原理、数学模型和控制策略,设计电流环采用滞环比较器,速度环采用一阶非线性自抗扰控制器的双闭环控制系统。搭建永磁无刷直流电机控制系统的Matlab/Simulink仿真模型,仿真验证所搭建的双闭环控制系统的可用性,并与经典PID调速系统对比分析,突显一阶非线性自抗扰相比经典PID在兼容快速性和稳定性上的优势。(2)针对前轮转动、后轮驱动的电动汽车,提出一种基于自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control,简称ADRC)的EDC策略。该策略分别在滑移率控制模块和横摆运动控制模块植入自抗扰控制环节。为防止车轮偏移,以保证汽车在转向行驶过程的操纵稳定性为目标,设计基于滑移率的二阶非线性自抗扰控制器,并采用混沌粒子群优化算法(Chaotic Particle Swarms Optimization,简称CPSO)对控制器参数进行整定,实现滑移率自抗扰控制。为防止汽车姿态失衡,以保证汽车行驶安全性为目标,设计基于横摆角速度的一阶线性自抗扰控制器,采用CPSO整定控制器参数,实现横摆运动的自抗扰控制。最后将输出驱动转矩和横摆力矩实时值作为输入,搭建转矩协调控制模块,使汽车转向时内外驱动轮转矩的分配更合理。(3)搭建整车理想模型,基于轮胎模型搭建路面识别模型,基于自抗扰算法搭建一、二阶ADRC模型;结合电机模型、双闭环控制策略和EDC策略,构建采用永磁无刷直流电机的电动汽车的系统仿真模型;在不同路况(如平滑路面、对接路面和对开路面)或载荷下,仿真监测实际滑移率、横摆角速度和驱动轮转矩,对比验证所设计的EDC策略的抗扰效果。所设计的控制策略能够对外界复杂路况的变化有非常好的辨识度,保证汽车转向时的操纵稳定性和安全性,提高了转向过程中的差速控制效果。(4)采用TI公司控制器芯片TMS320F28069搭建5kW控制器,使用CCS5.5软件平台将所设计的电子差速控制器编写成库文件载入整车控制器。在平滑路面、对接路面及对开路面进行实验,论证所设计的EDC策略的可行性,验证理论模型的正确性。
其他文献
金属板材广泛应用于电工装备、机械加工、航天航空等诸多领域,其在服役期间不免受到循环载荷、高温及腐蚀的作用,从而造成金属板材内部产生位错及疲劳损伤。如果对这些微小损伤不能及时检测并采取措施,疲劳损伤会在外部载荷作用下继续扩展出现宏观裂纹,最终造成板材断裂,发生严重事故。因此,金属构件早期疲劳损伤的准确检测和疲劳寿命评估是预防大型装备失效的关键。本文基于电磁超声同侧混频检测方法对疲劳损伤铝板的超声非线
在全球能源危机和环境日益恶化的双重挑战下,世界各国加快推进电动汽车行业。永磁同步电机以其高功率密度、高效率、低噪音等优势广泛应用于电动汽车电驱系统中。为实现永磁同步电机电驱系统高性能的矢量控制,需要利用机械传感器实时检测电机转子位置。然而,机械传感器不仅会增加电驱系统的体积和成本,还会降低电驱系统的可靠性。因此,永磁同步电机无传感器技术已成为电机控制领域一个研究热点,势必会加快电动汽车电驱技术的革
随着信息技术及电力电子技术的飞速发展,对通讯开关电源的性能提出了更高的要求,DC-DC变换器作为通讯系统中的重要组成部分,其工作性能与可靠性的提升具有重要意义。相比于DC-DC结构中常见的LLC谐振电路、移相全桥电路,双管正激变换结构能够克服前两者结构固有的桥臂直通问题,因此在可靠性要求高的场合具有重大研究意义。在双管正激变换电路的发展进程中,从最初的单管正激到双管正激,再到交错并联双管正激电路,
随着智慧物流的蓬勃发展,大量的分拣机器人投入使用,使分拣工作更加的快捷,高效,准确。利用无线电能传输技术为分拣机器人进行供电,不仅提高了分拣机器人充电的安全性和可靠性,也可以减轻分拣机器人内部电池重量,缩小分拣机器人的体积,延长分拣机器人续航能力。本文主要以分拣机器人无线电能传输系统的磁耦合机构及拓扑电路作为研究对象,对分拣机器人无线电能传输系统的磁耦合机构进行有限元仿真及实验研究,对无线电能传输
金属构件的塑性损伤是其在受到外部载荷下材料内部形成大量位错累积的外部表征。金属构件服役期间长期承受拉伸、循环载荷造成早期力学性能退化,如能在早期损伤萌芽阶段及时检测出构件缺陷,消除安全隐患,防范事故发生于未然,将会使损失有效降低。如金属构件在早期损伤阶段未检测出缺陷,将会使损伤持续累积,最终导致构件断裂失效。如何高效准确的对材料的工程结构失效做出检测预警,将在无损检测领域中扮演及其重要的角色。电磁
随着化石燃料能源的逐渐枯竭,全球掀起可再生能源开发利用的绿色能源革命,其中,波浪能是绿色能源的重要组成部分。针对浮标的工作特点,本文提出一种可搭载在浮标上的波浪发电装置,并对其机电特性进行研究,主要研究工作如下:首先,提出一种基于单摆和拾振弹簧结构的新型漂浮式波浪发电装置,并对其发电原理和工作过程进行理论分析。其中拾振弹簧机构可将波浪对浮体的摇荡激励转化放大为单摆的摆动,避免传统垂荡式波浪发电装置
液压电磁式断路器是最常用的低压电器之一,其采用液压电磁式脱扣器作为核心部件,由于其保护性能良好、适应环境温度范围广、功耗低等特点,特别适用于通信设备、铁路信号设备及各种自动化终端设备的过载保护与短路保护。液压电磁式脱扣器的动作时间由电磁吸力、弹簧力与阻尼力共同作用而决定。虽然液压电磁式脱扣器中采用的甲基硅油性能较为稳定,但是研究发现当环境温度变化时,断路器脱扣时间出现了较大的变化,在低温条件下其变
期刊
慢性骨髓炎是发生于骨组织的细菌感染性疾病[1],严重的开放性骨折、内固定术后、糖尿病足、血源性骨髓炎均有可能导致本病的发生[2-3]。患者局部表现以红肿疼痛为主,日久可见窦道并出现持续反复的溃烂流脓,不仅严重影响患者的日常生活,也为临床医师的诊疗带来很大挑战[4]。王新卫教授长期致力于慢性骨髓炎的研究,并形成了"中西医结合,整体论治,内外兼治,一期修复"的独特学术思想,现将其经验总结如下。
经颅磁声电刺激(Transcranial magnetic-acoustical electrical stimulation,TMAES)是一种新型无创脑调制技术,它利用超声波和静磁场共同作用于神经组织以调节神经元放电活动,对研究和治疗脑功能疾病有着重要意义。现阶段有关TMAES的研究大多停留在神经元层面,而TMAES的宏观聚焦效果的研究数量稀少,因此本文进行了相关的研究,主要内容如下:1、本文