双电机电动汽车驱动防滑转控制策略研究

为实现双电机四轮驱动电动汽车的驱动防滑转,采用基于径向基函数单神经元PID自适应控制算法的转矩分配策略,分析了双电机四轮驱动电动汽车系统结构与驱动防滑转控制的工作原理,根据车辆行驶过程中实时滑移率与当前路面的最优滑移率,通过控制系统来控制前、后电机转矩分配,在不同路面上进行了仿真分析。结果表明,采用该控制策略,能实现各种工况下的驱动防滑转控制,并能够判断车速,根据当前车辆所需性能实现不同车速的驱动防滑转控制。     

四轮轮毂电机驱动电动汽车驱动防滑控制关键技术综述

驱动防滑控制是四轮轮毂电机驱动电动汽车主动安全控制关键技术之一。分别从车速估计方法、路面识别方法、驱动防滑控制算法三个方面综述了四轮轮毂电机驱动电动汽车驱动防滑控制的关键技术与难点。通过比较车速估计方法中基于运动学和基于动力学的估计方法的优缺点,明确了基于多方法、多信息融合的估计方法是提高车速估计精度的重要措施。比较了基于试验与基于模型的路面识别算法,分别对路面识别中涉及的路面附着系数估计方法、路面类型识别方法进行了分析,并指出:基于试验的路面识别方法仍需提高对测试环境的鲁棒性,基于模型的识别方法则需提高轮胎模型精度以及不同工况的自适应性。总结了基于滑转率控制和基于电机输出转矩控制的驱动防滑控制策略,对现有驱动防滑控制算法进行了分析,并指出提高算法的适应性和鲁棒性是未来的研究重点。最后对四轮轮毂电机驱动电动汽车驱动防滑关键技术发展方向进行了展望。     

四轮独立驱动电动汽车轮胎纵横向滑移能耗仿真分析

四轮独立驱动电动汽车被认为是目前最有发展前景的电动汽车驱动方案之一.由于采用轮毂电机独立驱动,提高系统的可操作性,使得轮胎产生的能量消耗可以独立控制,为汽车节能控制提供了发展潜力.而精确的四轮独立驱动电动汽车轮胎纵、横向滑移能耗模型是实现节能控制的关键与理论基础.针对轮胎纵、横向滑移能耗模型的研究有待进一步深入,针对四轮独立驱动电动汽车的能耗仿真建模的研究也需要进一步完善.针对四轮独立驱动电动汽车轮胎的纵、横向能耗特性,分析其能耗机理,搭建轮胎纵、横向能耗模型;基于滑移能耗模型与电动汽车能耗特性,得到改进的整车能耗模型;在Carsim/Simulink联合仿真环境中,搭建四轮独立驱动电动汽车整车模型与能耗模型,为四轮独立驱动电动汽车能耗研究提供精确可靠的仿真平台;不同工况下的仿真结果证明了考虑横向滑移能耗进行能量优化控制的必要性.     

基于鲁棒积分滑模的四轮轮毂电机驱动电动汽车电液复合制动防抱死控制研究

为了充分发挥四轮轮毂电机驱动电动汽车电机制动与液压摩擦制动响应快且独立可控的优势,提高紧急制动时车辆稳定性与安全性,提出一种基于鲁棒积分滑模的电液复合制动防抱死控制策略。采用分层控制架构,上层控制器为基于鲁棒积分滑模的车轮滑移率控制,下层控制器为电液复合制动力协调分配。建立整车动力学与电液复合制动系统模型,基于Simulink-AMESim-Carsim联合仿真平台,在四种典型制动工况下对上述电液复合制动防抱死控制策略进行仿真验证。结果表明,在无需实时获取路面附着系数与轮胎纵向力的情况下,所提出的控制策略仍能消除外界干扰使车轮滑移率收敛至期望值,适用于多种紧急制动工况,响应迅速且鲁棒性强;电机再生制动与液压摩擦制动可稳定协同工作,在保证制动可靠性的同时提升了乘坐舒适性。     

轮毂电机驱动电动汽车的电制动特性研究

轮毂电机驱动电动汽车技术的关键点在于轮毂电机设计与驱动电动汽车的悬架设计,本文主要从轮毂电机驱动电动汽车的液压制动系统与轮毂电机电制动瞬态、稳态特性方面切入分析了其电制动特性内容,同时验证轮毂电机驱动电动汽车的电制动控制技术性与可行性。     

电动汽车电机驱动控制系统设计研究

研究电动汽车电机驱动控制系统对电动汽车电力驱动技术具有重要意义。研究对电机驱动控制器控制系统进行了设计。主要包括根据电动汽车对动力源的要求,分析电机的几种主要调速策略,并对电动汽车电机驱动控制策略进行了选择;根据所选用电机特性,建立了电机驱动控制系统的控制模型,并确定了该控制系统的结构组成;在完成了增量式PI控制算法的实现的基础上,利用工程正定法选定了系统PI控制主要参数参数,并设计了控制系统的主控制程序。     

独立驱动电动汽车转向稳定性控制方法研究

以提高轮毂电机驱动电动汽车转向稳定性为目的 ,针对传统PID算法扰动抑制能力不足,利用神经网络提高基于PID的横摆力矩和滑移率控制系统的稳定性,并针对神经网络收敛速度慢、易陷入局部最优解的问题,提出利用粒子群算法对控制器参数进行优化并对权值进行改进的神经网络PID方法.以四轮轮毂电机独立驱动电动汽车为研究对象,以跟踪期望的横摆角速度为控制目标,基于Carsim/Simuink联合仿真平台,对建立的四轮独立驱动电动汽车横向运动学模型及提出的控制策略进行不同工况下的对比验证,结果表明提出的控制方法优化了传统PID控制算法,振动频率幅值小、能更好地逼近理想值,可改善车辆转向性能、提高稳定性以避免事故的发生.     

基于路面识别的电动汽车驱动防滑控制策略研究

针对电动汽车在低附着路面行驶时驱动轮滑转问题,对后轮独立驱动电动汽车进行了驱动防滑控制研究,提出了基于模糊路面识别的自适应模糊PID控制方法,提高汽车在极限工况下车辆的稳定性。首先根据轮毂电机转矩、转速易于测得的优势,设计了基于Burckhardtμ-S模型的模糊路面识别算法。根据车辆运动状态,路面识别算法对当前路面和最优滑转率进行辨识。然后采用自适应模糊PID控制器将驱动轮滑转率实时控制在最优滑转率附近。最后选择典型工况,基于Car Sim与Matlab/Simulink联合仿真实验对控制方法进行了验证。仿真结果表明,该模糊路面识别算法能够较好识别路面附着系数和其最优滑转率;基于路面识别的驱动防滑控制具有良好的控制效果,提高了极限工况下车辆的稳定性与动力性。     

四轮轮毂电机驱动电动汽车纵侧向稳定性协调控制策略研究

结合四轮轮毂电机驱动电动汽车四轮转矩独立可控的特点,针对加速同时转向时地面附着力不足的情况,研究车辆纵向和侧向稳定性协调控制策略。针对未知和复杂多变的路面附着情况,设计对路面附着变化具有良好鲁棒性的滑转率自寻优驱动防滑控制策略,采用滑模控制方法实现了对路面最优滑转率的自适应追踪。在此基础上,构建稳定性协调控制策略,通过对车辆纵、侧向动力学目标进行优先级判断和多目标协调控制,有效提升了车辆纵向和侧向稳定性。通过CarSim-Simulink联合仿真验证了驱动防滑控制策略在未知路面附着情况下的有效性,提出的纵侧向稳定性协调控制策略能够有效提升车辆的纵向和侧向稳定性,控制效果优于直接横摆力矩控制。     

双轮毂电机驱动型电动汽车驱动防滑研究

对双轮毂电机驱动型电动汽车的驱动防滑控制进行了研究。针对目标车型,分析了双后轮轮毂电机传动方式下的电机转矩输出特性。结合T-S(Takagi-Sugeno)型模糊路面识别系统,开发了一种基于径向基函数的单神经元自适应控制算法,实现了比例积分微分参数在线自适应调控,并采用遗传算法对参数进行了优化。研究结果表明,所设计的驱动防滑控制策略能够有效辨识路况,准确预估路面最优滑转率,将车辆的滑转率保持在目标值附近。     

四轮独立驱动电动汽车直驶稳定性协调控制研究

针对四轮独立驱动电动汽车直线行驶跑偏及行驶稳定性问题,提出驱动转矩协调控制策略。该策略采用分层控制逻辑,上层控制逻辑层负责车速跟随控制、附加横摆力矩计算、驱动防滑控制;下层控制逻辑层负责驱动转矩协调分配。基于车辆动力学软件Carsim和MATLAB/Simulink搭建四轮独立驱动电动汽车协调控制系统仿真模型,在高附着、低附着和对开路面等典型工况进行仿真,结果表明,相比于转矩平均分配及无控制,协调控制策略使车辆横摆角速度保持在0±0.05(°)/s,且车轮滑转率控制在最优滑转率范围内,提高了车辆直驶稳定性。     

基于滑模变结构控制的多轮独立电驱动车辆驱动防滑控

车辆在低附着路面起步或加速时,车轮极易发生滑转,严重影响车辆行驶动力性和稳定性。针对多轮独立电驱动车辆的驱动防滑控制问题,基于滑模变结构控制理论,设计了防滑控制算法,并设置平滑切换函数,减小转矩切换引起系统输出的抖振,通过滑模变结构控制器调节电机转矩,使车轮滑转率跟踪最优滑转率。在ADAMS/View与MATLAB/Simulink中分别建立车辆动力学模型和防滑控制器模型。机电联合仿真实验结果表明:该控制算法能够在车辆起步阶段或加速行驶时有效控制车轮滑转率,达到了提高车辆动力性的目的。     

独立驱动电动汽车驱动防滑控制的优化研究

目前关于轮毂电机驱动电动汽车的驱动防滑模糊控制,只能针对特定滑转率进行控制,不能对变化的路面附着条件进行估计并且以此为控制目标进行控制。针对上述问题,建立了基于模糊控制的路面识别器,能够对峰值路面附着系数及路面最佳滑转率进行估计;优化了传统的模糊控制器,能够根据路面识别器所估计的最佳滑转率进行控制,并实现较为精确的跟随。对仿真模型进行验证,仿真结果表明,所建立的仿真模型具有较好的响应特性,路面识别器能够很好地对路面进行识别,并且模糊控制器能够较优地使车辆滑转率保持在理想滑转率附近。     

电动车驱动防滑控制策略研究

针对驱动轮在附着条件恶劣的路面行驶时滑转问题,对后轮独立驱动电动汽车进行驱动防滑控制研究。提出了基于自适应模糊神经网络控制的驱动防滑控制策略,提高汽车在极限工况下车辆的稳定性。根据车辆运动状态,路面识别算法对当前路面和最优滑转率进行辨识。采用自适应模糊神经控制器将驱动轮滑转率实时控制在最优滑转率附近。仿真结果表明:模糊路面识别算法能够较好识别路面附着系数和其最优滑转率;基于自适应模糊神经控制的驱动防滑具有良好的控制效果,提高了恶劣路面行驶时车辆的稳定性与动力性。     

基于转矩协调分配的分布式驱动电动汽车稳定性控制

提出一种基于车轮转矩优化分配的层次化车辆稳定性控制方法,用于分布式驱动电动汽车的操纵稳定性控制。建立八自由度车辆模型,分三层设计控制系统,上层控制器以质心侧偏角和横摆角速度为状态变量,采用积分二自由度控制模型,引入虚拟控制解耦两控制变量,计算车辆稳定的等效横摆力矩;中层采用线性二次型方法,优化分配前后轮转向角和轮胎纵向力;下层控制器设计滑模滑移率控制器,完成定滑移率下的车轮转矩再分配。仿真结果表明,该控制系统在高速极限工况下能充分利用轮胎的附着潜力,实现车轮转矩的协调分配,提高车辆的操纵稳定性;当执行机构出现故障时,系统能有效重构并实现控制量再分配,提高车辆的安全性。     

四轮轮毂电机驱动智能电动汽车转向失效容错控制研究

四轮轮毂电机驱动电动汽车各轮驱动力矩独立可控,可通过控制前轴左右两轮的力矩差实现前轮转向。以四轮轮毂电机驱动智能电动汽车为研究对象,针对线控转向系统执行机构失效时的轨迹跟踪和横摆稳定性协同控制问题,提出一种基于差动转向与直接横摆力矩协同的容错控制方法。该方法采用分层控制架构,上层控制器首先基于时变线性模型预测控制方法求解期望前轮转角和附加横摆力矩,然后考虑转向执行机构建模不确定性以及路面干扰,设计基于滑模变结构控制的前轮转角跟踪控制策略。下层控制器以轮胎负荷率最小化为目标,利用有效集法实现四轮转矩优化分配。最后,分别在高速换道和双移线工况下仿真验证了该控制方法的有效性和实时性。     

分布式驱动越野汽车驱动防滑控制

分布式驱动越野汽车具有动力性能好、路面适应力强等优点,发展前景很好,但是四轮车速不一致会导致控制方法复杂度高。针对这一问题,基于四个车轮不同的加速度,首先计算最大驱动扭矩,建立基于加速度信息的滑转率观测器,然后以最大驱动扭矩为界限,控制各个电机的输出扭矩,使滑转率维持在最佳滑转率附近,从而达到驱动防滑的目的。最后与Carsim进行了联合仿真,结果表明控制方法能够快速显著地降低汽车车轮的滑转率,验证了控制方法的有效性。     

全轮驱动铰接车电子差速控制策略对比分析

全轮驱动铰接车转向差速过程中,不同的电子差速控制策略造成各轮的滑移率变化不同,造成的轮胎磨损也有较大差异。通过分析整车动力学模型,联合ADAMS建立整车多体动力学虚拟样机模型和Simulink建立的整车电子差速控制策略模型,并在各轮加入滑移率计算控制模块,分别采用等功率分配、等扭矩分配和滑移率控制等控制策略,进行转向工况仿真,以转向过程中各轮滑移率变化作为对比分析指标。结果表明,滑移率控制能够很好地保证转向过程中各轮滑移率一致,更好地利用地面附着力,达到能量的合理分配,减小轮胎磨损,使整车获得良好差速性能,为此类电子差速控制策略研究提供参考。     

基于驱动转矩调整的电动汽车电子差速器设计

在建立电动汽车动力学模型的基础上,设计了一种用于轮毂驱动电动汽车的电子差速器,该电子差速器以驱动轮滑移率为控制目标,以驱动转矩为控制输入。利用Matlab/Simulink对其进行了仿真分析,并与传统驱动转矩平均分配的机械差速器进行了对比。结果表明:采用该电子差速器的电动汽车,其转向通过性和操控性明显改善,对道路附着条件的利用也有较大提高。     

多轮独立电驱动车辆ABS/ASR集成控制研究

针对多轮独立电驱动车辆驱动和制动过程中车轮滑转或滑移的问题,提出了基于最优滑转率控制的ABS/ASR集成控制策略。通过将电机与机械制动器简化为采用转矩控制的一阶动态系统模型,结合多轮独立电驱动车辆单轮模型,建立了被控系统精确的数学模型;在此基础上,采用模糊滑模控制理论设计了ABS/ASR集成控制算法,将驱动防滑和制动防抱死功能集成到控制器中,实现了对驱动力矩和制动力矩的调节,使车轮滑转率跟踪最优滑转率;最后采用多体动力学软件Adams/View与控制软件Matlab/Simulink进行机电联合建模与仿真实验。仿真研究结果表明:ABS/ASR集成控制能够在车辆低速起步阶段或紧急制动时有效控制车轮滑转率,提高了车辆的动力性和制动性。