基于电机能量分配模型的车轮防滑控制研究

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分布式驱动电动汽车结构简单、操纵方便,是电动汽车发挥其最大潜力的最优形式,而底层扭矩与防滑控制是其目前发展需要突破的关键技术之一。现有针对分布式驱动电动汽车的防滑控制策略在适用性和实用性上存有不足,本文充分发挥分布式电动汽车的结构特点,从电机能量分配角度提出并验证了一种新型防滑控制策略。首先,本文在MATLAB/Simulink中建立了车辆模型和永磁同步电机控制模型,主要包括一轮车辆模型、轮胎模型、永磁同步电机矢量控制模型。其次,本文提出了基于电机能量分配模型的车轮防滑控制方法,该方法利用电机电流、电压以及轮速信息实时计算车轮实际消耗功率与不打滑时理论消耗功率的偏差,通过反馈控制形成调节扭矩来调整上层电机扭矩指令。本文反馈控制方法选用模糊PI控制和逻辑门限值控制进行对比,基于一轮车辆模型进行仿真,验证了在此两种反馈控制方法下算法的有效性,通过设置不同仿真条件,同时验证了算法在不同路面条件、控制器参数以及噪声干扰下的鲁棒性;基于Car Sim和Simulink联合仿真进一步验证了算法在完整车辆模型下的有效性。之后,本文基于NI PXI搭建了硬件在环试验平台,主要包括实时控制模型搭建和算法代码生成。实时控制模型包括车辆模型、永磁同步电机控制模型、CAN通讯接收发送模型;算法代码包含了两种反馈控制方法下的算法代码。将算法下载到实际ECU中运行,验证了算法的有效性和实时性。最后,本文开发了四轮驱动电动实验车平台,包括实验车的硬件设计和软件开发。基于此实验平台进一步验证了本文提出的防滑控制算法有效性。
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