基于四轮独立驱动电动汽车的动力学仿真模型

基于四轮独立驱动电动汽车的动力学仿真模型作者：靳立强，王庆年，岳巍强，宋传学，JINLi-qiang，WANGQing-nian，YUEWei-qiang，SONGChuan-xue作者单位：靳立强,王庆年,宋传学,JINLi-qiang,WANGQing-nian,SONGChuan-xue(吉林大学汽车工程学院,吉林,130025)，岳巍强,YUEWei-qiang(中国人民解放军军事交通学院,天津,300161)刊名：系统仿真学报英文刊名：JOURNALOFSYSTEMSIMULATION年，卷(期)：2005，17(12)被引用次数：5次参考文献(9条)1.Shin-ichiroSakai.HideoSado.YoichiHoriMotionControlinanElectricVehiclewith4IndependentlyDrivenIn-WheelMotors1999(01)2.JefferySErnatAdvancedHybridElectricWheelDrive(Ahed)8X820043.NEWSUSMilitaryGoesForHybridVehicles-ExperimentalMarineCorpsarmoredvehiclehasdiesel-electricdrivetrain20044.靳立强.王庆年.宋传学四轮独立驱动电动汽车动力学控制仿真[期刊论文]-吉林大学学报(工学版)2004(04)5.Shin-ichiroSakaia.YoichiHoriAdvancedmotioncontrolofelectricvehiclewithfastminorfeedbackloops:basicexperimentsusingthe4-wheelmotoredEVUOTElectricMarchⅡ20016.MotokiShino.MasaoNagaiYaw-momentcontrolofelectricvehicleforimprovinghandlingandstability20017.FarzadTahami.ShahrokhFarhang.RezaKazemiAFuzzyLogicDirectYaw-MomentControlSystemforAll-Wheel-DriveElectricVehicles2004(03)8.JACabrera.AOrtiz.ECarabiasAnAlternativemethodtoDeterminetheMagicTyreModelParametersUsingGenericAlgorithms2004(02)9.ZRahman.MEhsani.KLButlerAnInvestigationofElectricMotorDriveCharacteristicsforEVandHEVPropulsionSystems2000相似文献(10条)1.学位论文刘川电动汽车四轮独立驱动控制系统的研究2009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DSP+单片机的多CPU控制系统进行了相关的研究和分析。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DSP+单片机的多CPU体系结构的电动汽车四轮独立驱动控制系统，其中包括控制系统的硬、软件设计。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。2.期刊论文靳立强.王庆年.宋传学四轮独立驱动电动汽车动力学控制系统仿真-吉林大学学报(工学版)2004,34(4)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.3.学位论文刘乐涛四轮独立驱动电动汽车用底盘测功机的研究2009现代车辆的动力传动装置主要有机械、液力、液压和电力四种形式。电动汽车四轮独立驱动系统是利用四个独立控制的电动机分别驱动汽车的四个车轮，车轮之间没有机械传动环节。既完全消除了传动中的机械磨损与损耗，提高了传动效率，又在相比之下具有较小的体积和最轻的重量，车轮空间也能得到有效利用。同时电动汽车在环保和节能方面具有不可比拟的优势，因此将成为21世纪重要的绿色交通工具。目前，电动汽车技术的研发已成为各国政府和汽车行业的热点。目前，国内外进行电动汽车的研究主要通过计算机仿真、室外道路实车试验和室内台架试验三种方法来进行，本文分析了这三种试验方法的优缺点，指出了室内台架试验（底盘测功机）的优势所在。本文所开发适用于四轮独立驱动电动车试验的交流底盘测功机，实现对四轮独立驱动汽车动力性、经济性以及电能消耗规律等的测试，从而有助于电动车项目的研究和开发。同时，该类型底盘测功机还可以实现其它形式四轮独立驱动汽车（例如：四轮液压独立驱动汽车）、传统四轮驱动汽车以及普通前轮驱动或后轮驱动型汽车的测试。所具有的通用性，兼容性，能够为各种车辆的台架试验提供极大的方便。文章首先介绍了本课题的背景及其意义、电动汽车测试技术的发展情况和本课题的来源、研究目标及其主要工作方向。接着对四轮独立驱动汽车做了全面介绍，重点以独立电机驱动电动汽车为例，分析了其特点、关键技术、控制策略等。在此基础上，对四轮独立驱动电动汽车底盘测功机的结构进行了设计，并选择了交流电机作为电动汽车底盘测功机的加载装置，分析了基于直接转矩控制模型的交流变频电力测功机，并设计了其测量和控制方案，对四轮独立驱动电动汽车底盘测功机的软件开发进行了研究。最后，本文还介绍了虚拟仪器技术在交流变频异步电力测功机中的应用，讨论了基于LabVIEW的底盘测功机测控系统编程。4.会议论文张缓缓.王庆年.靳立强四轮独立驱动电动汽车直线行驶稳定性研究2007首先对四轮独立驱动电动机的响应误差进行了分析,并针对电动机的稳态误差和动态误差分别提出前馈补偿和PID主动补偿的控制方法。研究了电动机响应误差对独立驱动电动车的直线行驶稳定性的影响,提出BP神经网络的PID控制方法,协调各个电动机之间的转矩差值。在所建立的仿真模型上的验证证明:所提出的控制方法很好地纠正了车辆的跑偏。5.学位论文廖凌霄四轮独立驱动电动汽车控制策略的研究2010在能源与环境的双重压力下，电驱动车辆已经成为当前汽车工业的发展趋势，其中四轮独立驱动技术更是成为当前相关领域的研究热点，它涉及到车辆工程、电机驱动技术、计算机控制技术、电池技术等领域的核心技术，其发展得到了国内外大型研究机构的大力推动，各项成果也相继被推出。本文通过分析四轮独立驱动车辆的关键技术，结合国内外的研究现状，以整车转矩控制和防滑控制作为切入点，对四轮独立驱动电动汽车控制策略进行了相关研究。首先我们根据整车参数和动力性的要求，计算出电机的功率、转速等主要指标。根据实际确定的驱动方式，选定电机并进行简单的动力匹配，构建整个四轮独立驱动电动车的控制系统模型。其中对于整车动力学模型，我们取车辆纵向、横向和绕z轴的横摆运动以及四个车轮的转动自由度建立7自由度车辆模型。轮胎可采用统一半经验指数模型，此模型可以较容易得到纵向、侧向力和滑转率，与整车及控制系统模块连接更为容易。其次，文中主要对基于转矩控制的电子差速和防滑两种控制进行了研究。以稳定转向为目标的电子差速控制是电动车精确控制的关键，根据当前油门和方向盘信号，采用转矩闭环PID控制实现整车驱动转矩的差动分配，以实现车辆的正确转向。防滑控制则以车辆滑转率最小为优化目标，通过动态补偿分配驱动转矩，改善汽车行驶过程中的能量分配，以实现车辆防滑以及节能的目的。此外，本文还着重介绍了基于车辆稳定性的转矩协调控制，以车辆横摆角速度与期望值的误差为判据，估算车辆的行驶姿态，通过四轮转矩的协调分配，配合驾驶员的操作，保证车辆的稳定驾驶。文章最后对控制系统进行了仿真。仿真软件采用的是功能强大的Simulink软件，我们在Simulink中先建立起各个子系统的模型，最后连接、运行，完成整车的动态仿真及调试，能够实现在模型的转向角和油门踏板输入下，准确反映车辆运行的路径和姿态，同时能够实现稳定性为目标的转矩协调控制。在对四轮独立驱动电动汽车系统的动力性能、操纵稳定性能以及差速性能进行分析后，得出结论：四轮独立驱动是一种理想可行的驱动方案；本文建立的仿真模型合理实用；在转矩控制和驱动防滑控制系统的作用下，有较理想的控制效果，提高了汽车的动力性和操纵稳定性。关键字：四轮独立驱动电动汽车，电子差速，转矩控制，汽车稳定性控制6.期刊论文杜志强.陈慧.DuZhiqian.ChenHui四轮独立驱动电动汽车驱动防滑实车试验-湖北汽车工业学院学报2008,22(1)针对四轮独立驱动电动汽车的特点,根据汽车驱动防滑(ASR)系统开发的需要.结合试验实例提供了一套用于四轮独立驱动电动汽车驱动防滑实车道路试验的具体方案,主要包括试验路面选择、附着系数测量等关键环节和低附着系数路面加速、由高附着系数路面驶向低附着系数路面、对开路面加速3种典型工况的试验,并说明了按照该方案进行试验时如何分析试验结果.如何评价防滑控制效果.7.学位论文高时芳四轮独立驱动电动汽车的电子差速系统研究2006电动汽车是当今汽车行业发展的重要趋势，它涉及到车辆工程、电机驱动技术、控制技术、电池技术等领域的核心技术，其发展得到了国内外大型研究机构的大力推动，成为当前相关领域的研究热点，各项成果也相继被推出。本文首先对电动汽车的国内外发展状况，尤其是汽车转向系统进行了分析调研，着重介绍了电子转向系统。在详细分析了电子差速系统与汽车转向系统和电子转向系统的区别，广泛调研其他研究机构的电子差速方案的基础上，本文提出了基于四轮毂电机独立驱动的纯电动汽车的电子差速系统设计。电机控制驱动系统是电动汽车电子差速系统的核心技术，本文对其进行了重点分析研究。通过电机驱动理论的分析，给出了详细的控制硬件电路的设计方案，并确定了对电动汽车前轮单极性、后轮双极性控制的方案。本文对其中涉及到的大量设计问题都进行了详细的分析，例如，电机转速公式和电流与PWM占空比的关系；电机速度反馈的计算；电机的动态方程和传递函数的确定，电机转速闭环控制的PID控制规律，以及数字PID控制方法中使用齐格勒—尼柯尔斯调节律