低速四轮毂电动汽车电子差速控制仿真

汽车电动化是汽车发展的必然趋势,轮毂电机驱动电动汽车作为纯电动汽车的杰出代表,而电子差速控制系统是轮毂电机驱动电动汽车的基本配置之一.针对低速四轮毂电动汽车,对其电子差速控制系统进行了研究,提出了一种基于转速和滑移率联合控制的电子差速控制策略,通过Ackermann jeantand转向模型计算车轮参考转速,利用逻辑门限值的方法对车轮滑移率进行控制,进而得到车轮的目标转速.建立"魔术公式"轮胎动力学模型得到了车轮的最佳滑移率,然后建立Ackermann jeantand转向模型,利用该模型计算出车辆转弯时四个车轮的参考转速,设计了电子差速控制系统,仿真结果表明该控制系统可有效的实现差速转向,并且使车轮的滑移率控制在0～14%.     

电动轮驱动车辆电子差速技术研究

电动轮驱动式电动汽车是一种新的电动汽车型式,电子差速是其一项关键的技术。针对两前轮独立驱动的电动轮汽车,在利用Ackermann&Jeantand转向模型对其转向时的两前轮差速关系进行理论分析的基础上,通过Matlab/Simulink软件仿真分析确定了不同方向盘转角时的两前轮差速关系,据此设计了两前轮电子差速模拟试验台架,并采用一驱动电机力矩控制,另一驱动电机速度控制的PID闭环控制模式实现两前轮的电子差速。台架模拟试验验证了所提出的两前轮电子差速控制方法的有效性。     

轮毂式电动车电子差速系统的动力学仿真

以双后轮驱动的电动汽车为研究对象,针对轮毂电机驱动的电动汽车,建立了汽车直线行驶和转向行驶的二自由度电动汽车模型,利用Matlab/Simulink软件对其进行了仿真分析。仿真结果表明,每个驱动轮的附着系数较高,车辆能获得更大加速度或减速度。     

电动轮驱动汽车电子差速控制策略及仿真

分析了目前实现电动轮驱动汽车电子差速控制的方法,对汽车差速问题的产生原因进行了分析,并指出通过对驱动电机采用转速控制模式实现电子差速控制的不足。通过分析电动轮驱动系统的受力提出对驱动电机按转矩模式控制从而实现汽车自适应差速性能的策略,利用所开发的电动轮驱动汽车仿真软件对采用该控制策略控制电机转矩的电动轮汽车的差速性能进行了多工况的仿真,结果表明汽车可在各种工况下实现自适应差速。     

电动轮车电子差速控制的试验研究

电动轮车是一种新型的采用电动轮驱动的电动汽车,电子差速控制是其关键技术之一。针对4轮独立驱动的低速电动轮车,在利用Ackerman转向模型对其转向时的4轮差速关系进行理论分析的基础上,通过推行转向试验确定了不同方向盘转角时的4轮差速关系,据此采用四路并行的轮边电机转速PID闭环控制实现了4轮的电子差速。实际道路工况的实车试验验证了所提出的基于推行转向试验确定4轮差速关系的电动轮车电子差速控制方法的有效性。     

四轮独立驱动轮毂电机电动汽车研究综述

基于轮毂电机驱动的电动汽车是未来汽车的重要发展方向,而针对四轮独立驱动轮毂电机电动汽车的发展和国内外研究现状,论文进行了综述。首先介绍了轮毂电机和轮毂电机电动汽车结构和控制特点,对四轮独立驱动轮毂电机电动汽车国内外研究概况进行了说明,最后指出从产品化角度四轮毂电机电动汽车在稳定性控制、城市工况节能控制方面进行深入的理论研究和实践探索,而充分发挥其控制优势进行基于驾驶员特性的智能控制是未来研究的重要内容。     

考虑侧倾运动的电动汽车电子差速控制

基于车辆侧倾运动动力学分析,提出考虑车辆侧倾运动的电动汽车(EV)电子差速控制策略.以自主开发的后轮独立驱动电动汽车为研究对象,在CarSim中建立车辆模型,在Matlab/Simulink中建立电子差速控制模块、滑转率计算观测模块等,进行联合仿真.通过转弯工况仿真测试,验证提出的电子差速控制策略能实现差力和差速功能.在移线工况和横向坡度工况中,与不考虑侧倾运动的电子差速控制策略进行对比仿真试验.仿真结果表明:提出的电子差速控制策略能更好地根据实际工况分配左、右轮驱动转矩,降低车轮的滑转率.通过实车测试进一步验证该策略的有效性.     

分布式双电机后驱电动汽车横摆工况下转向特性研究

本文针对双电机后轮驱动电动汽车展开研究,采用基于ACKERMNN和JEANTAND理论建立的转向模型进行低速工况下的转向分析,根据驾驶员驾驶习惯建立了低速转向行驶模型,并与转向模型算法联合,利用matlab/simulink进行仿真,研究横摆工况下车速与前轴转向角度对车轮速度的影响特性.结果表明:在低速且转角不过大的横摆工况下,四轮轮速按理想情况分配且保持较高的控制精度,实现了电子差速效果,为双电机后驱电动汽车驱动控制系统的研究与开发提供了理论基础.     

双驱轮毂式电机在无人驾驶中的控制与仿真

针对无人驾驶车在直行和转弯过程中轮毂式驱动电机输出转速不协调的问题,将电子差速控制策略引入车辆控制系统中．根据速度矢量对控制系统的影响,设计了以永磁无刷直流电机控制技术为基础的电子差速控制器．该系统以无人驾驶车需要的车速和转弯角度为输入,两后驱电机转速为输出．对驱动电机转速与时间的响应曲线进行了仿真,仿真结果表明此控制器完全能够实现机械差速器的功能,可以实现车辆直线行驶和转弯过程中车轮自由差速．     

双激励下轮毂电机悬置构型对电动车平顺性的影响

为解决轮毂电机引入电动汽车使车辆垂向负效应加剧的问题,研究路面激励和电机垂向激励耦合下轮毂电机悬置构型对车辆垂向性能的影响. 综合分析国内外电动汽车构型影响规律,比较两种分别以电机定子和电机整体悬置作为动态吸振器车辆构型的平顺性,搭建双重激励计算模型选择优选方案,以车辆平顺性指标均方根值最小为优化目标,应用NSGA-Ⅱ算法对优选方案中动态吸振器的橡胶衬套刚度和阻尼进行优化设计,得到满足要求的构型和匹配参数,并对优化后的车辆构型进行仿真验证. 研究结果表明:两种悬置方案都缓和了由于轮毂电机引入带来的负面效应,而对择优选出的电机整体悬置方案优化后可使车身加速度降低38.53%,轮胎动载荷下降7.94%. 仿真结果证明,针对路面和电机双重激励提出的优化构型及参数,改善了轮毂电机驱动电动汽车的垂向负效应,提高了车辆平顺性和安全性.     

轮毂电机驱动电动汽车平顺性综述

回顾轮毂电机驱动电动汽车的平顺性问题研究.非簧载质量的变化对轮胎动载荷影响很大,可恶化轮毂电机式电动汽车的接地性能,使操纵稳定性和行驶安全性急剧下降.通过降低轮胎动载荷、设计轮毂电机悬置或安装吸振器来改善轮毂电机式电动汽车的垂向特性;通过轮毂电机内置悬置系统、轮毂电机的轻量化、设计盘式电机等改善车辆的平顺性.改善轮毂电机设计及安装将是轮毂电机平顺性研究的一个重要方向.     

轮毂电机电动汽车主动悬架约束状态反馈H∞控制

为了控制轮毂电机偏心和其他不可预见因素对电动汽车平顺性的影响,研究了主动悬架约束状态H_∞控制对轮毂电机电动汽车随机路面平顺性改善问题。基于标准状态反馈H_∞控制,建立了约束状态反馈H_∞控制的线性矩阵不等式表示。考虑路面和电机偏心共同作用建立了包含主动悬架的轮毂电机电动汽车四自由度平面模型,实现了轮毂电机电动汽车主动悬架约束状态反馈H_∞控制设计。应用Matlab/Simulink开发了轮毂电机电动汽车主动悬架约束状态反馈H_∞控制仿真模型,通过其实现了主动悬架和被动悬架的随机路面平顺性仿真与比较。研究结果表明,轮毂电机偏心会影响主动悬架的改善能力,主动悬架约束状态反馈H_∞控制改善了轮毂电机电动汽车随机路面平顺性。     

直驱轮毂电机调速系统的仿真分析与设计

为提高电动汽车的操纵稳定性,直驱轮毂电机需要快速和准确的速度调节,以响应车辆行驶状态需求。在建立电动汽车直驱轮毂电机数学模型的基础上,通过理论分析和系统需求,确定了电机速度环和电流环调节器的控制策略,结合直驱轮毂电机调速系统和线性二自由度电动汽车Matlab/Simulink的仿真模型,以恒速运行车辆在阶跃转向角输入为仿真条件,验证前后轮毂电机的速度控制性能。通过对理论计算和仿真结果的比较,证明前后轮速度控制准确、响应快速,能够满足系统需求,说明电机调速系统良好的跟随性和准确性。     

轮毂电机轴向U型水道冷却结构研究

为解决电动汽车运行中轮毂电机散热困难及端部绕组高温的问题,以一款电动汽车外转子轮毂电机为研究对象,提出一种新型的轴向U型水道冷却结构设计.建立轮毂电机磁热耦合仿真模型,通过对电机损耗分析获得电机温度场分布,进行轴向U型水道的设计与流热耦合分析.结果表明,采用U型冷却流道后,电机内部的高温,特别是端部绕组的高温问题得到有效改善,温升降低了28.7%.     

用于电动轮驱动汽车的差动助力转向

根据电动轮汽车的各轮独立驱动特点,提出一种针对电动轮汽车的新型助力转向方式。着重讨论了差动助力转向的基本原理和可行性。应用Matlab及Simulink建立了整车和转向系模型,给出了目标扭矩分配的特性曲线及左右转向轮的扭矩输出的控制算法,并进行了仿真验证。结果表明:对于电动轮驱动汽车,所提出的差动助力转向方法满足了转向轻便和驾驶路感要求,可以在保留传统机械转向系的前提下,成功应用于四轮独立驱动的电动汽车,提高电动轮汽车整车性能优势并降低成本。     

四轮独立驱动电动汽车动力学控制系统仿真

论述了四轮独立驱动系统作为汽车驱动系统的优势及在电动汽车上应用的技术潜力。比较了ICEV动力学控制系统与EV动力学控制系统的区别,提出了四轮独立驱动电动汽车的新动力学控制方法。该方法利用前轮转向角和车速的前馈控制与基于质心侧偏角和横摆角速度的误差反馈控制相结合来控制车辆运动状态,并通过最优控制的方法确定了反馈系数。建立了整车数学模型,并利用MATLAB/Simulink软件生成系统的仿真模型,对所述控制系统进行了仿真研究。结果表明:前馈与反馈相结合的控制系统在各种路面条件下均可明显改善汽车的动力学性能。     

基于PRLS的坡度估计及轮毂电机车辆转矩分配研究

针对电驱动车辆各个参数互相耦合,参数估计难度大,车辆驱动转矩分配不合理问题。利用四轮轮毂电机驱动电动汽车可以实时获取轮毂电机扭矩、转速及易于实现对各个车轮转矩精准控制的特点,根据整车纵向动力学模型,提出了一种整车质量及路面坡度实时估计递进RLS(PRLS)估计算法。根据整车纵向加速度与估计算法得到的路面坡度作为前、后轴驱动转矩分配的参量,设计了一种前、后轴转矩动态补偿分配控制策略。通过Carsim与Matlab/Simulink联合仿真以及实车试验,验证了文中提出的估计算法的有效性及驱动转矩实时分配控制策略的合理性。     

轮毂电机式电动汽车试验台的设计与实验

为轮毂电机驱动的电动汽车设计了一套动力总成试验台架的硬件及软件平台,利用该平台对轮毂电机驱动电动汽车的性能和整车控制策略进行了一系列典型试验。试验结果表明,该台架试验平台能够满足设计要求,为轮毂电机性能和整车控制策略的研究提供试验保证,为将来整车的研发工作奠定了实验基础。     

基于霍尔传感器的电动车差速转向的设计与研究

由于电动车可在多个车轮上放置轮毂电机,且电机转速控制易于实现,这使得电动车相对于传统汽车具有了一个不可比拟的优势.电动车轮毂电机的速度控制方案,是实现电动车运动方向和运动轨迹控制的核心.霍尔元件以其非接触传感性质及对工作环境的广泛适用性被电动车采用为传感元件.通过确定基于霍尔传感器的电动车差速转向的控制方案,由加速霍尔和转向霍尔采集控制信号,通过单片机向轮毂电机控制器输出控制信号,进而控制轮毂电机的转速.推导出加速霍尔和转向霍尔双输入量下,左右轮毂电机线性控制关系式,同时实现了方向盘灵敏度在不同车速下的有效调节,提高了车辆的安全性.     

模糊PID在轮式机器人转向控制中的应用

针对电子差速控制器在使用时对直流无刷电机的转速精度控制不高、轮式机器人转向时的稳定性差等问题,提出一种基于模糊PID的电子差速控制策略,结合轮式机器人转向时转速的偏差和偏差的导数进行在线调节PID参数。对于模糊PID的电子差速控制系统,先设计出符合轮式机器人转向时控制系统的控制规则,再应用Matlab/Simulink对设计的系统进行电机转速、转矩波形的仿真。仿真结果表明,所设计的系统相比于传统PID控制系统具有更高的精度以及更快的动态响应,能保证轮式移动机器人在转向状态下的平稳性。