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四轮独立驱动纯电动汽车以其零排放、低噪音及良好的调速特性等优势,成为未来交通工具的主要发展方向之一,成为世界各国汽车技术研究的重点。对四轮独立驱动电动汽车驱动系统进行研究,提高其四轮协调运转的能力,改善汽车运行质量,对电动汽车及类似工程应用有实际意义和参考价值。研制了两辆四轮独立驱动四轮转向电动样车(4WID-4WS-EV)试验平台。第一辆为四轮轮边电机独立驱动电动汽车,即为轴驱;第二辆为四轮轮毂电机独立驱动电动汽车,即为轮驱。样车均为每个车轮配备一个电机,整车除动力系统外,还包括行驶系统、转向系统、制动系统和测控系统等。本文针对第二辆电动样车进行了理论研究、控制模拟及试验验证。首先对整车及轮胎进行动力学分析,运用仿真软件ADAMS/View建立了整车动力学模型。利用系统辨识理论及方法对电动汽车进行系统辨识,在此基础上,为每个独立电机驱动系统建立了数学模型;基于Matlab/Simulink平台,应用电力拖动理论建立了电机模型;通过系统辨识阶跃响应法进行实车试验,并与联合仿真试验相结合,建立了电机驱动控制器数学模型,最终搭建了整车联合仿真模型。针对研制的电动样车,提出了等转矩和等功率四轮驱动力分配策略,应用最优控制理论设计了四轮驱动系统最优控制器,确定了控制器的参考输入。利用所提出的驱动力分配策略,基于ADAMS/View和Matlab/Simulink联合仿真平台,对建立的整车模型及最优控制器模型进行了不同工况的仿真试验,对试验结果进行了分析,证明所搭建模型的正确性,驱动系统能够按照控制策略分配驱动力,所设计控制器具有快速、稳定与准确的控制作用。提出了基于复合滑动率控制的四轮驱动力分配策略,建立了驱动力优化分配的数学模型,通过合理分配四轮驱动电机电流,使四轮滑动率及滑动率变化率的平方加权和为最小。车辆根据各轮所处工作状态按需分配驱动电流,每个轮为整车运行提供应有的纵向驱动力,使四轮滑动率趋向一致,减少各轮之间相互推动或拖拽作用力,进而减少功率内耗。在Matlab/Simulink中建立了驱动力优化分配控制器,获得整车优化控制联合仿真模型。为保证电动汽车在转弯行驶工况的横向稳定性,建立了线性二自由度单轨两轮车辆模型,利用车辆理想横摆角速度及理想质心侧倾角,设计了前馈控制器,对电动车辆的四轮转角及横摆力矩进行优化;运用最优控制理论设计了反馈控制器,将前馈与反馈控制器得到的四轮转角及横摆力矩输入车辆模型,对整车横向运动进行控制,改善车辆的横向操纵稳定性。利用整车联合仿真模型,进行了匀速直线行驶、匀加速直线行驶、转弯行驶等工况的联合仿真分析,对复合滑动率控制策略的驱动力优化分配控制器、前馈加反馈控制器进行了仿真验证。基于Visual C++平台,将最优控制器及等转矩、等功率和复合滑动率控制策略编入程序,其中复合滑动率控制策略采用外点惩罚函数法求最优解。采用三种不同控制策略对四轮驱动电流进行分配,进行了匀速及匀加速直线行驶、转弯行驶等工况的实车道路试验,对试验结果进行了分析,论证了控制策略的可行性,验证了理论模拟的正确性。