电动汽车四轮独立驱动控制系统及研究.pdf

武汉理工大学
硕士学位论文
电动汽车四轮独立驱动控制系统的研究
姓名:刘川
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:李波
20090501
摘要电动汽车是当今汽车行业发展的重要趋势,其关键技术研究主要包括驱动控制系统、整车控制与管理、电池及其管理系统。而四轮独立驱动电动汽车表征了一种新颖的电动汽车发展方向,同步于当今世界电动汽车研发和产业化的进程,以其理想的控制特性和广泛的应用前景,受到学术和工程界的普遍关注。四轮独立驱动技术可使电动汽车底盘实现电子化,主动化,大大提高了电动汽车的性能,使电动汽车与传统汽车相比具有更强的竞争力。本文以电动汽车四轮独立驱动控制系统作为研究对象,围绕四轮独立驱动电动汽车的单片机的多刂葡低辰辛讼喙氐难芯亢头治觥本文首先综合调研了国内外轮式驱动电动汽车的发展现状及电动汽车四轮独立驱动技术的特点。论证了永磁无刷直流轮毂电机在电动汽车领域中应用的工程意义和价值。同时对电动车用永磁无刷直流轮毂电机的选型、控制方法及电动汽车动力学特性进行了相应的研究。其次,本文对四轮独立驱动技术的特点进行了详细分析,并结合驱动电机控制策略,设计了一种针对电动汽车四轮独立驱动的驱动控制方案。该驱动控制方案针对车辆运行路面的不同,以保证车辆在良好路面上实现良好的动力性能与节能特性,和在特殊路面上的操控稳定性。在方案设计、实施过程中,本文对各环节和总体系统都进行了仿真和试验验证。再次,在以上驱动控制系统的基础上,本文设计了基于单片机的多逑到峁沟牡缍邓穆侄懒⑶刂葡低常渲邪ǹ刂葡低车挠病⑷件设计。整个控制系统的设计以四轮独立驱动样车为平台进行了试验调试。最后,以模糊控制为理论基础,结合四轮独立驱动控制策略,选择最优的控制算法,对电动汽车滑移率大小进行精确控制。从而保证电动汽车具有最佳动力性,稳定性及安全性。经仿真结果证明:通过牵引力模糊控制方法可以使汽车动力性与牵引性均得到明显改善。关键词:电动汽车,永磁无刷直流电机,四轮独立驱动,模糊控制,滑移率武汉理笱妒垦宦畚
...,..瓹瑂武汉理工大学硕士学位论文,,琭,瓻,:,—甀瓸.’Ⅱ疭Ⅱ
鎐㈣:名江吼叫研究生琚茎簧け:篁独创性声明关于论文使用授权的说明C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑本人声明,所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名:本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文,并向社会公众提供信息服务。同期:
第绪论课题背景及研究意义本章针对电动汽车的发展现状,介绍了课题背景及研究意义,详细概述了电动汽车轮式驱动研究现状和电动汽车四轮独立驱动控制技术的特点,最后给出了本文的主要研究内容。自世纪初至今,内燃机汽车随人类科技的进步经历了巨大的变革,在这个过程中它也给人类生活和生产带来了巨大方便,为人类社会的进步做出了巨大的贡献【浚渥陨硐娜找娼羧钡氖筒⒉罅课廴疚镆彩谷死嗬狄陨的环境恶化。统计数据表明,%的环境污染来源于燃油汽车的排放,%的城市噪声是由交通车辆造成的。此外,当今世界石油储量日趋减少,而燃油汽车则是消耗石油的大户。因而,石油资源匾乏的危机与环境保护的紧迫需求,都主导着汽车工业势必寻求低噪声、零排放、综合利用能源的发展方向【。我国汽车工业落后于世界先进水平,在传统燃油汽车技术上,难以赶超世界先进水平。但由于石油危机的产生,燃油汽车最终将被各种新能源车辆所取代。而对以电动车为主体的新能源车辆的研制,目前世界各国的技术水平相差不多。我国如果能抓住这样的契机,大力研究发展电动车,必将有望在这一领域达到世界先进水平,抢占“制高点⑿纬晌N夜е档男律さ鉷目前,许多电动汽车的研制主要还停留在对传统燃油汽车进行动力改造阶段。其结构还限于借用汽车的传动系统,基于一个动力电动机,通过减速器和差速器驱动两个蛩母驱动轮。显然,这样的结构只是改变了传统汽车的动力源,除了电动机的转矩特性较发动机有所改善外,并没有根本改变车辆的运动性能和充分发挥电动驱动系统所带来的技术进步的优势。四轮独立驱动系统直接面向电动汽车的理想的结构形式,本课题通过对其特性的深入分析研究,在其系统集成的软、硬件的独立研究、开发进展中,为该类