基于激光测距技术的轮毂电机驱动电动汽车操纵稳定性控制方法

电动汽车内传感器的测量精度较差,为提高汽车行车稳定性,基于激光测距技术的轮毂电机驱动电动汽车操纵稳定性控制方法。建立电动汽车动力学模型,在车轮动力模型中,对四个轮胎分别建立驱动力平衡方程。设计了一种轮毂电机驱动下的汽车稳定性控制方法,分别设置车身与车轮稳定性的目标函数与约束条件。实验结果显示,上层控制器中,汽车dβ-β相平面均在0~0.1 rad的标准范围之内且横摆角速度也基本与目标值相符;在下层控制器中,汽车dβ-β相平面均在-0.5 rad~0.5 rad的标准范围之内且横摆角速度基本与目标值相符,可见本方法对该汽车稳定性控制方法有效。

四轮轮毂电机电动汽车行驶状态估计

针对四轮轮毂电机电动汽车行驶过程中的状态估计和在数据测量过程中由于偶然因素使观测序列中存在野值的问题,本文中提出了一种基于抗野值鲁棒容积卡尔曼滤波的车辆行驶状态估计算法。首先利用四轮轮毂电机电动汽车的每个车轮的电机驱动力矩容易测得的优势计算轮胎的纵向力,采用Dugoff轮胎模型计算轮胎的侧向力,建立了汽车非线性3自由度车辆模型。接着通过对简单易测低成本传感器信号的信息融合实现电动汽车在行驶过程中的纵向速度、侧向速度和质心侧偏角的准确估计。最后应用Car Sim和Matlab/Simulink联合仿真对估计算法进行验证。结果表明,基于抗野值鲁棒容积卡尔曼滤波的估计算法比扩展卡尔曼滤波估计算法更能较准确地对车辆行驶状态进行估计,且具有较好的实时性。

电动轮式移动小车控制系统设计与试验

为了实现电动轮式移动小车能在实际不同的负载和路况下可以稳定的运行工作，该文研制了小车的四轮独立驱动的电机驱动和四轮转向控制系统，该系统由主控制芯片STM32F103RCT6对移动小车进行解算得出4个驱动轮的速度，然后对每个驱动电机进行转矩分配，控制4台用于驱动的无刷直流轮毂电机、2台转向直流电机以及2台制动用直流电机，使得小车实现直线行驶、转向和原地转向；通过单片机ATMEGA48PA控制4台无刷直流轮毂电机换相；采用驱动芯片IR2113驱动场效应管FQA140N10，并利用电机内部霍尔传感器输出的脉冲信号检测无刷直流电机的速度，采用放大器LM358搭建过载保护电路。试验结果表明，所开发的小车驱动控制系统实现了四轮电子差速与转矩分配，移动小车能在水泥路面、干泥土路面、斜坡和草地上稳定可靠运行，小车限速20km/h，爬坡度为8°。在空载情况下能匀速运行8～10h，带额定负载250kg情况下能匀速运行4～5h，有较好的负载性能，满足农业运输及农田作业的需求，减轻人的体力劳动，提高生产效率。该研究可为应用于田间作业的电动移动小车的机械设计及电气控制系统设计提供参考。

基于轮毂电机驱动的山地林果茶园轮式运输车设计与试验

针对南方丘陵山地林果茶园复杂的地形地貌特点,在集中式电机驱动运输车基础上,开发了以轮毂电机驱动的山地林果茶园运输车;该运输车以36 V铅酸蓄电池为能源,采用双后轮独立驱动方式并具备电子差速转向系统。运输车最大爬坡度、续驶里程试验、差速及制动性能等关键指标性能试验结果显示:运输车满载最大爬坡度为15°,最小转弯半径为2395 mm,空载和满载状态下以常用车速20 km/h行驶时平均里程分别可达66.97和46.33 km;满载时运输车分别以初速度25、20、15、10 km/h行驶时的紧急制动距离分别为5.83、4.11、2.68、1.57 m,试验值与理论值的最大相对误差为8.2%;运输车还具备良好的差速转向性能。

基于矢量空间纯电动车三自由度建模与验证

建立电动车运动坐标系,利用矢量空间数学工具和刚体力学原理,建立四轮独立转向、四轮独立驱动的电动车运动学数学模型,模型包含了纵向、侧向、横摆3个自由度。同时根据直流无刷轮毂电机的电气特性建立了轮毂电机的数学模型。模型使用了课题组试验车的参数,在相同的油门输入与方向盘输入的情况下,分别做了实车实验与模型仿真实验,采集两组实验输出的速度、横摆角速度、质心侧偏角数据。通过比较试验车与仿真模型输出的数据验证了数学模型的准确性。利用已经建立的数学模型,研究高速状态下后轮转角对电动车的横摆角速度和质心侧偏角的影响,从实验结果可以看出,实施对后轮转角的控制可以有效改变电动车的横摆特性和质心侧偏角特性。此外,论文对模型的局限性进行了分析,明确该数学模型适用的场合以及使用该模型时应注意的事项。

一种新的四轮独立转向独立驱动的电动车建模

根据刚体力学原理,利用试验车实际参数,提出一种基于矢量空间的四轮独立转向、四轮独立驱动的电动车建模方法.在相同的方向盘输入和电油门输入的情况下,分别采集模型仿真与实车实验输出的速度、横摆角速度、质心侧偏角数据,通过2组数据的比较验证了数学模型的准确性.利用建立的数学模型,分析高速状态下后轮转角对电动车的质心侧偏角和横摆角速度的影响.从试验结果可以看出,实施对后轮转角的控制可以有效改变电动车的质心侧偏角特性和横摆特性.

基于Simulink轮毂电机四轮驱动外特性建模与仿真

为了解决传统纯电动汽车续航里程低、使用效率不高的问题,对四轮轮毂驱动电动汽车进行了研究.首先,在对四轮轮毂电动汽车系统结构进行分析的基础上,基于汽车动力学原理、三元聚合物锂电池电化学原理以及电动机外特性数据等建立包含汽车运动学模型、电池模型以及电机模型的四轮驱动电动汽车整车模型.基于两种工况进行了仿真试验,结果表明所研究的四轮驱动电动汽车具有良好的工作特性.

直驱永磁无刷直流轮毂电机参数计算和结构设计

以某款城市微型电动汽车的轮毂电机为研究对象,通过原型样车设计要求计算出永磁无刷直流轮毂电机所需的额定功率、最高转速、额定转矩等主要性能参数。设计的直接驱动的永磁无刷轮毂电机采用悬臂支撑结构,装有电流传感器和温度传感器的电机右侧板和转子支架配合采用唇形密封圈,以保证内部的密封性,对转子支架、支撑轴等核心部件进行约束受力分析、三维建模和强度校核。样机试验表明该轮毂电机的外特性曲线能够满足城市微型电动汽车的使用要求。这对该款结构的轮毂电机产业化过程有一定的借鉴和指导意义。

轮毂电机试验台的开发

针对电机试验台检测轮毂电机驱动系统性能的问题,设计一款用于低转速的轮毂电机检测试验台。对试验台主要零部件进行设计,首先在SolidWorks环境下建立试验台三维模型,其次利用ADAMS软件进行模块仿真分析。分析结果表明:该设计方案是可行和合理的,也为轮毂电机试验台的设计和优化提供参考。

电驱动系统的型式对客车结构布局的影响分析

本文以轮毂电动机,电动转向驱动桥,电控液压推力铰接等电驱动系统为例,分别介绍这些先进的电驱动系统对现代电动客车结构布局的影响,总结出各自的优点和作用,展望它们在未来的电动客车结构设计中的应用和趋势。

电动汽车轮毂电机驱动转向稳定性控制

为了研究四轮毂电机驱动电动汽车在转向工况下对行驶稳定性的影响,搭建了四轮毂电机驱动电动汽车7自由度运动学模型。分析了汽车在转向行驶过程中受到轮胎垂向载荷、轮胎侧偏角以及滑动率等因素的影响。基于MATLAB/Simulink建立了四轮毂电机驱动电动汽车的三自由度转向动力学模型、转角输入模型、轮胎模型、汽车滑动率模型等,这些模型共同组成了四轮毂电机驱动电动汽车整车模型。提出采用一个PID速度控制器调节和控制车速的控制策略,并通过Simulink与Carsim联合仿真验证模型可以实现四轮毂电机电动汽车转向过程中的稳定性控制,该模型为研究四轮毂电机驱动电动汽车转向稳定性的控制策略奠定良好基础。

轮式装甲车辆电驱动轮机电耦合动力学建模与振动特性

为获取轮式装甲车辆电驱动轮机电动力学特性,提出考虑轮毂电机和行星齿轮机构耦合影响的动力学建模与分析方法。基于轮毂电机空间电磁力模型,计算得到电机径向力、切向力和转矩脉动,作为电驱动轮机械系统动态激励;建立考虑柔性壳体的行星齿轮机构动力学模型,实现了轮毂电机及行星齿轮机构机电耦合动力学仿真。结果表明:轮式装甲车辆电驱动轮低阶模态主要是全局模态,高阶模态主要是行星传动系统的局部模态;对于系统振动响应,在低转速区电磁激励的高阶次占主因,而在高转速区低阶次激励占主因。

四轮毂电机电动汽车转向稳定性控制

为研究四轮毂电机驱动电动汽车在高速转向工况下的转向稳定性控制,利用Carsim和Simulink联合搭建了四轮毂电机驱动电动汽车整车模型。先建立线性二自由度模型来得到理想的横摆角速度和质心侧偏角,然后根据永磁同步电机的数学公式建立轮毂电机的Simulink模型。建立了PID速度跟随控制器,并采用了模糊PID横摆力矩控制器来控制车轮转矩的控制策略。最后将Simulink模型跟Carsim联合建立四轮毂电机驱动电动汽车整车模型,利用所建的模型进行仿真。仿真结果表明,提出的控制策略可以改善四轮毂电机驱动电动汽车在高速转向工况下的转向稳定性。

四轮独立驱动电动汽车直线行驶稳定协调控制

为降低两侧车轮垂直载荷转移和附着系数互异路面对四轮毂电机独立驱动电动汽车直线行驶稳定性的影响,通过分析直线行驶失稳跑偏的原因,设计了一种四轮独立驱动协调控制系统。该系统由滑模变结构控制计算纠正跑偏所需的附加横摆力矩,再结合电机驱动的原理和车轮滑转状态,协调分配轮毂电机产生附加横摆力矩或进行车轮防滑控制所需电压调节值。使用Matlab/Simulink建立了14自由度整车模型进行干扰工况的仿真控制,与驱动平均分配及无控制下车辆出现的直线行驶跑偏情况相比,表明协调控制使车辆横摆角速度在(0±0.05°)/s内,较好地提高了车辆直线行驶的稳定性。

电驱动轮轮毂设计及有限元分析

轮毂驱动是电动汽车的一种新的驱动形式,它将汽车的动力、传动和制动三者集成在轮毂内,形成一体化"电驱动轮"。传统汽车的轮毂无法满足这种集成,因此需要进行轮毂的全新设计。针对电驱动轮使用条件,设计了一种满足电动汽车专用的电驱动轮毂。仿真结果表明,轮毂的承载能力、刚度、强度都能满足汽车行驶工况要求。研究成果对轮毂电机驱动电动汽车的研发、应用具有一定的参考价值。

永磁电机轮毂直驱独立旋转车轮转向架的几个关键技术问题

基于永磁电机轮毂直驱独立旋转车轮转向架结构、车辆曲线通过动态性能、功率匹配以及电机效率和冷却方式比较等的分析研究,提出了低地板轻轨车辆如采用永磁电机轮毂直驱独立旋转车轮转向架,则需要解决车辆的导向控制、合适的电机功率和有效的电机冷却方式等几个关键技术问题。

直驱轮毂电机调速系统的仿真分析与设计

为提高电动汽车的操纵稳定性,直驱轮毂电机需要快速和准确的速度调节,以响应车辆行驶状态需求。在建立电动汽车直驱轮毂电机数学模型的基础上,通过理论分析和系统需求,确定了电机速度环和电流环调节器的控制策略,结合直驱轮毂电机调速系统和线性二自由度电动汽车Matlab/Simulink的仿真模型,以恒速运行车辆在阶跃转向角输入为仿真条件,验证前后轮毂电机的速度控制性能。通过对理论计算和仿真结果的比较,证明前后轮速度控制准确、响应快速,能够满足系统需求,说明电机调速系统良好的跟随性和准确性。

基于ADVISOR的四轮轮毂电机驱动试验车动力系统设计及仿真

首先提出了试验车动力性要求,对轮毂电机及动力电池进行了参数计算与选型,采用ADVISRO建立了整车动力系统模型,并对其进行了仿真分析。仿真结果验证了所选取的轮毂电机及动力电池均满足设计要求。

电动汽车电机驱动发展分析

通过对集中式驱动、分布式驱动的电动汽车性能特点进行比较分析,发现电动汽车采用分布式驱动中的轮毂电机驱动方式具有结构紧凑、车身内部空间利用率高、整车重心低、行驶稳定性好、便于智能控制等诸多优点,符合目前及今后电动汽车驱动性能的发展要求,它将是未来电动汽车驱动的终端方式。

基于行驶稳定性的电动汽车四轮驱动控制算法

针对四轮驱动轮毂电机电动汽车的行驶稳定性控制问题进行研究,提出一种智能驱动系统,对处于行驶状态的车辆四轮扭矩输出特性进行调控,并利用Adams和MATLAB/Simulink软件建立目标车模型,搭建联合仿真平台。以车身侧偏角、横摆角速度、横摆力矩为控制变量,设计基于模糊PID的驱动控制器,制定出维持车辆正常行驶所需的横摆力矩及纵向力;运用粒子群优化算法对行驶车辆四轮扭矩实时分配,实现优化控制,合理分配转矩至4个车轮,实现对车辆四轮的输出扭矩优化调整;将目标车型导入Adams软件,完成在环蛇形工况下高、低附着路面的仿真试验,并与平均分配方法进行对比。研究结果表明,模糊控制策略对目标车辆的状态能够进行良好跟踪,本系统在等同条件下,车身横摆角速度最大偏差降低40%,车辆行驶稳定性获得显著提高。