多轮独立电驱动车辆驱动力优化控制研究

为了充分发挥多轮独立电驱动车辆的动力性能,提出了一种层次化的驱动力优化控制结构。该控制结构包含基于各轴载荷预分配控制、驱动防滑控制和基于车辆状态的再分配3层控制,其中防滑控制是核心层,采用基于路面最优滑转率滑模控制的方法,通过设计基于累积求和统计目标控制的路面跳变检测器,结合车轮滑转率-路面附着系数图形,可实现变路面的最优滑转率估计。通过该分层控制结构,实现了驱动力在各轴之间以及各个驱动电机之间的优化分配控制。利用硬件在环实时仿真实验验证了该控制结构能改善车辆的爬坡性能、直线加速性能以及障碍路面行驶的通过性。     

独立电驱动车辆复合转向技术研究

针对轮式6×6轮毂电机驱动车辆,提出了一种复合转向方案以及一种基于最小转向半径的差速匹配模型,并对模型进行了数值求解.基于Adams软件,建立了仿真模型,对复合转向策略进行了仿真验证.结果表明:复合转向可有效减小车辆的转向半径,改善车辆的操纵稳定性能.研究成果为独立电驱动平台控制提供参考及依据.     

电动车辆驱动防滑控制方法的研究

针对电动车辆的特性主要研究了一种基于模糊逻辑推理的路面最优滑转率辨识技术和最优滑转率PI控制技术的驱动防滑控制方法.利用所开发的某前轮驱动电动汽车的车辆纵向动力学仿真模型,对控制方法进行了仿真分析评价,并搭建电驱动系统驱动防滑控制的硬件在环仿真试验台,完成了控制方法的硬件在环仿真试验验证.     

四轮独立电驱动车辆单轮驱动防滑控制试验研究

当四轮独立电驱动车辆单轮进入滑转工况时,车辆出现非期望的横摆扭矩,进入非稳定状况.针对此问题,提出了控制滑转车轮进入最优滑转率、并保证车辆行驶稳定性的驱动防滑控制方法.样车试验结果表明,所提出的控制方法能有效地达到预期控制目标,提高了车辆的稳定性并在一定程度上保证车辆行驶的动力性.     

6×6电驱动轮式车辆驱动防滑控制研究

针对6×6电驱动滑动转向无人地面车辆,建立了非线性18自由度车辆动力学模型,基于电动机驱动车轮扭矩精确可控的特点,以滑转率为调节对象,开发了基于平滑切换的复合Fuzzy-PID驱动防滑控制策略,通过Fuzzy控制器提高防滑控制系统的动态性能和不平路面的适应性能,采用增量式PID控制器提高防滑控制系统的稳态性能和控制精度。结合低附路面、高附转低附对接路面、低附转高附对接路面和对开路面4种路况,对防滑控制策略进行了仿真,仿真结果表明所提防滑控制策略能够快速、有效、平滑地抑制驱动轮的瞬时滑转。     

一种基于数据融合的全轮驱动车辆质心侧偏角估计方法

为准确估计全轮电驱动车辆行驶状态参数,设计了一种基于数据融合的质心侧偏角估计方法。该方法充分利用低成本普通车载传感器信息、电机输入信息和驾驶信号,在建立非线性3自由度 车辆模型和轮胎模型基础上,采用无迹卡尔曼滤波算法对质心侧偏角进行估计;同时通过信号积分法估计质心侧偏角,结合车辆行驶工况和路面条件,将无迹卡尔曼滤波和信号积分两种算法结果进行了数据融合。基于硬件在环实时仿真平台进行了车辆操纵仿真验证,结果表明,提出的估计算法与单一估计算法相比,具有更高的观测精度,能够满足多种行驶工况下的质心侧偏角观测需求。     

双电机独立驱动履带车辆直驶稳定控制研究

针对双侧电机独立驱动履带车辆直驶稳定性的问题,提出了基于速度反馈的位移补偿算法的策略对两侧电机驱动系统进行协调控制,并以实车试验数据为基础,以最小直驶偏移量为衡量条件,对策略进行了优化.实验结果表明,在不同的工况下,车辆均具有较小的直驶偏移量.为同类型车辆的直驶稳定性问题提供了一种行之有效的方案.     

基于模糊控制技术的全轮独立驱动车辆防滑控制研究

针对多轮独立驱动车辆车轮容易出现打滑的问题,提出了一种基于模糊控制技术的驱动防滑控制方法。以某型8轮独立驱动车辆为研究对象,设计了驱动防滑模糊控制器,对8个驱动电机进行独立控制,通过试验获取三种典型路面的最优滑转率值,采用模糊估计法,对当前路面的最优滑转率值进行估计,电机输出转矩采用进行基于滑转率差值及其变化率的模糊调节。利用ADAMS所建立的车辆动力学模型与MATLAB中的控制模型进行联合仿真试验,对本文所提出的控制方法的可行性和有效性进行分析验证。     

分布式电驱动履带车辆驱动扭矩分配方法研究

分析了分布式电驱动履带车辆驱动扭矩分配对履带张紧力的影响.提出了基于效率最优的驱动扭矩分配方法:当一侧扭矩和不大于当前电机转速下最高效率点对应的扭矩时,前侧电机输出该侧所需所有扭矩;反之,前后两电机输出相同的驱动扭矩.提出了电机故障模式下驱动扭矩分配方法,实现驱动系统的容错控制.基于Matlab/Simulink建立了分布式电驱动履带车辆仿真模型.仿真结果表明,该扭矩分配方法有效可行.     

电驱动车辆双电机协调控制研究

对电驱动车辆的双电机驱动系统进行研究,提出了一种基于速度控制的双电机协调控制策略,实现了使用双电机的电驱动车辆的直驶和稳定转向.通过台架实验验证了控制策略的有效性,为解决使用双电机的驱动车辆的行驶稳定性问题提供了可行方案.     

一种全工况适应的全轮独立驱动车辆车速估计方法

为解决全轮独立驱动车辆车速估计难的问题,提出了一种全工况适应的车速估计方法。该方法以参数自适应卡尔曼滤波算法为基础,采用左右侧分离估计,并设计模糊控制器对滤波系数进行自适应调节,通过判断车辆的行驶工况和路面条件,设计自适应切换条件,当车轮滑转/滑移状态超过预设值,切换为纵向加速度积分估计。利用硬件在环实时仿真实验对所提出的车速估计方法的有效性和准确性进行了验证,仿真结果表明,该方法在多工况运行下具有很好的估计精度,具有普遍应用价值。     

新型电传动车辆驱动控制系统设计

为满足战场对军用车辆的特殊要求,针对一吨级军用轮式车辆,提出了一种由发动机-发电机组、电功率变换器、蓄电池、交流驱动电机组成的4×4混合电驱动方案,对方案中主要部件进行了匹配计算。在此基础上开发了基于CAN总线网络的分布式车辆驱动控制系统。驱动控制系统实现了车辆转向时的电子差速功能,且可提供多种不同制式的保障电源和三种不同的驾驶模式。试验结果表明,研究成果不仅实现了军用车辆的强动力、多功能等要求,且具有良好的稳定性。     

履带车辆电传动发动机一发电机组控制系统开发研究

发动机一发电机组作为能量产生装置为履带车辆电传动系統提供动カ源，从而发动机ー发电机组的控制成为电传动系统的关键技术之一。通过分析履带车辆电传动系统对发动机一发电机组的要求,确定了发动机一发电机组的具体功能及其控制策略,完成了发动机ー发电机组综合控制系统软硬件的设计开发，并在样车上进行试验研究。试验结果表明.,发动机一发电机组控制方案的设计可以满足整车各エ况对能量的需求，具有较好的响应性。     

履带装甲车辆混合驱动系统功率匹配优化设计

通过对履带装甲车辆混合驱动系统分析,建立了混合驱动系统优化设计的数学模型,并以某战车底盘为例进行求解.计算结果与原设计方案比较证明:优化设计后整车的能量结构更加合理,减小了车重.     

三轴车辆全轮转向滑模控制器设计

为深入研究三轴全轮转向车辆的动力学行为,建立了考虑车轮非线性特性和车辆载荷变化的整车模型。为提高三轴全轮转向车辆的操纵稳定性,以三轴双前桥转向车辆横摆率和零质心侧偏角为理想跟踪目标,基于滑模变结构控制理论,设计了三轴车辆全轮转向滑模控制器。对比了双前桥转向车辆、零质心侧偏角比例控制全轮转向车辆和滑模控制全轮转向车辆在不同工况下的响应性能,结果表明：设计的全轮转向滑模控制器可将车辆质心侧偏角控制在较小范围,能很好地跟随车辆理想横摆角速度,同时还能够较好地抵抗侧向风和路面条件变化的干扰。为深入研究三轴全轮转向车辆的动力学行为,建立了考虑车轮非线性特性和车辆载荷变化的整车模型。为提高三轴全轮转向车辆的操纵稳定性,以三轴双前桥转向车辆横摆率和零质心侧偏角为理想跟踪目标,基于滑模变结构控制理论,设计了三轴车辆全轮转向滑模控制器。对比了双前桥转向车辆、零质心侧偏角比例控制全轮转向车辆和滑模控制全轮转向车辆在不同工况下的响应性能,结果表明：设计的全轮转向滑模控制器可将车辆质心侧偏角控制在较小范围,能很好地跟随车辆理想横摆角速度,同时还能够较好地抵抗侧向风和路面条件变化的干扰。     

多轮驱动装甲车辆电机驱动控制系统研究

对基于CAN总线的多轮驱动装甲车辆电机驱动控制系统进行设计,包括基于CAN总线的8×8多轮驱动装甲车辆电机驱动系统结构、单个电机控制器硬件电路结构设计、基于磁场定向矢量控制和CAN总线的电机转矩控制策略设计．给出了多轮驱动特例双电机独立驱动装甲车辆爬坡、转向、加速和直驶不同行驶工况下的电机输出特性的试验结果,结果表明多电机独立驱动的装甲车辆电机驱动控制系统满足车辆行驶性能的需求．     

电传动装甲车辆混合动力系统功率流控制策略

针对一种串联式电传动装甲车辆混合动力系统,制定了多算法联合的多动力源系统功率流控制策略,由不同的控制算法实现不同的控制目标。利用小波变换算法分离负载需求功率中的高频分量和低频分量,分别分配给超级电容和具有较低输出截止频率的动力源,实现负载频率特性与动力源输出特性相匹配。采用模糊控制算法实现了电池的荷电状态工作范围的优化控制,设计了基于系统效率最优的负载需求功率低频分量的二次分配策略,实现了负载需求功率低频分量在发动机-发电机组和电池间分流时的系统瞬时效率最优控制。仿真分析和实车试验结果表明：所设计的功率流控制算法实现了对多动力源系统的多目标优化控制,达到了预期的控制目标,可应用于电传动装甲车辆混合动力系统的功率流控制。     

PHEV驱动系统结构分析与仿真研究

对插电式混合动力汽车(PHEV)的串、并联驱动系统结构进行分析.以中型SUV为例,确定了整车动力系统参数和控制策略;使用Advisor进行仿真.仿真结果表明:在控制策略和工况既定的前提下,当所用电池容量较小时,并联PHEV总体性能优于串联PHEV;电池容量增加后,串联PHEV表现出良好的适应性.     

采用线性自抗扰的电传动履带车辆电子差速控制

履带车辆行驶工况复杂多变,驱动电机调速范围宽,负载的非线性、不确定性和耦合性强,如何保持两侧电机速度差值恒定实现稳定行驶一直是研究的难点。文中提出一种电子差速控制策略,将线性自抗扰（LADRC）控制算法应用于永磁同步电机（PMSM）驱动系统调速控制中,利用线性扩张状态观测器估计所有未知扰动作用量并给予实时动态补偿,从而抑制扰动,提高系统动态性能。基于Matlab和RecurDyn软件开展联合仿真分析,进行电机台架试验。仿真及试验结果表明：采用LADRC调节的转速控制策略,响应快速无超调,抗扰能力强,参数适应性好,能有效提高车辆行驶稳定性,且算法计算量小,易于工程实现。