基于MATLAB的电动汽车差速控制Word文档格式.doc

基于MATLAB的电动汽车差速控制Word文档格式.doc

《基于MATLAB的电动汽车差速控制Word文档格式.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于MATLAB的电动汽车差速控制Word文档格式.doc（35页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电动汽车是汽车工业发展的一个重要分支，其核心技术包括车辆工程，电机及其驱动技术，电池技术，控制技术。

随着能源危机迫近，电动汽车独特的发展前景，吸引了国内外大型研究机构的推动，已成为相关领域研究的一个热点，并且取得了各种成果。

双轮驱动电动汽车是一种新的电动汽车（Electricvehicle，简称EV）的发展方向，随着电动汽车的研发和产业化过程，电动汽车以其理想的控制性能和广阔的应用前景，在学术界和工程界引起了广泛的关注。

本文针对两轮驱动电动车控制系统进行了相关的研究、分析、设计和实验。

首先，电动汽车的国内外发展的背景进行了详细的分析，介绍了驱动系统的分类和比较。

其次，从传统的电子差速控制算法，该项目受到车轮简单新颖驱动电动汽车为背景的优势，通过对系统动态性能的优化设计和控制，车辆的速度控制先进的车辆控制策略研究的深入，基于电动汽车驱动芯片轮设计，并围绕这一思路，硬件电路设计。

最后分析了输入参数，根据实测波形，验证了电动汽车电子差速控制方案的可行性。

关键词：

电动汽车，差速控制，转矩分配，整车动力模型。

ABSTRACT

Electricvehicleisanimportantbranchofthedevelopmentofautomobileindustry,thecoretechnologyincludesvehicleengineering,motoranddrivetechnology,batterytechnology,controltechnology.Withtheenergycrisislooming,thedevelopmentprospectsofelectricvehicleunique,attractedtopromotelarge-scaleresearchinstitutionsathomeandabroad,hasbecomeahotresearch,andhasmadevariousachievements.

Thewheeldriveelectricvehicleisanewelectricvehicle（Electricvehicle,referredtoasEV）thedirectionofdevelopment,withthedevelopmentofelectricvehiclesandtheprocessofindustrialization,theelectriccarwithitsidealcontrolperformanceandwideapplicationprospect,andhascausedwidespreadconcernintheacademicandengineeringcircles.Thetwowerestudied,analysis,andexperimentaldesignrelatedtodrivecontrolsystemofelectricvehicle.

Firstofall,electriccars,thedomesticandforeigndevelopmentbackgroundindetail,introducestheclassificationandcomparisonofdrivingsystem.

Secondly,thedifferentialcontrolalgorithmfromthetraditionalelectronic,theprojectbythewheelhastheadvantagesofsimpleandnoveldriveelectricvehicleasthebackgroundoftheadvantages,byoptimizingthedesignandcontrolofthedynamicperformanceofthesystem,in-depthvehiclespeedcontroladvancedvehiclecontrolstrategyresearch,chipwheeldriveelectricvehiclebasedonthedesign,andaroundthisidea,thehardwarecircuitdesign.

Finally,thispaperfinalanalysisoftheinputparameters,accordingtothemeasuredwaveform,verifiedthefeasibilityofelectricautomobileelectronicdifferentialcontrolscheme.

Keywords:

electricvehicle,differentialcontrol,torquedistribution,vehicledynamicmodel.

目录

第一章绪论 1

1.1研究背景与研究意义 1

1.2目前电动汽车发展的概况 1

1.2.1电动汽车驱动方式及轮式驱动研究现状 2

1.3电子差速的意义 3

1.3.1电子差速优越性 4

1.4本课题的主要研究工作 4

第二章电子差速控制算法的选择 6

2.1自然差速的可行性分析 6

2.2现有电子差速方案的讨论 7

2.2.1转速控制 8

2.2.2转矩控制 10

2.2.3最佳滑转率控制 11

2.3本章小结 13

第三章行驶动力学模型及新型转向控制策略 14

3.1行驶方程式 14

3.1.2行驶功率方程式 14

3.1.3轮胎特性 15

3.1.4考虑轮胎特性得车轮滚动方程 16

3.1.5轮胎的侧偏特性 16

3.2转向行驶动力学模型 17

3.2.1车辆转向动力学方程 18

3.2.2轮胎侧偏角 19

3.2.3横摆角速度 19

3.2.4车轮转速 20

3.2.5车轮的法向载荷 20

3.3控制策略 21

3.4本章小结 22

4.1仿真模型的建立 23

4.1.1建立整车行驶平衡模块及控制模块 24

4.1.2建立整车其他参数估算模块 25

4.1.3建立整车纵向动力学模型及轮胎模型 25

4.2仿真结果的输出 27

4.3本章小结 28

结论与展望 29

致谢 30

参考文献 31

附录1：

外文翻译

共4页第3页

第一章绪论

1.1研究背景与研究意义

20世纪各国的汽车工业在推动国民经济发展，造福于人类的同时，也给全球环境带来了灾害性的影响。

统计数据表明，42%的环境污染来源于燃油汽车的排放;

80%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，当今石油资源匾乏的危机与环境保护的紧迫需求，都主导着汽车工业的发展势必寻求低噪声、零排放、综合利用能源的方向。

1873年戴维逊研制成功的电动汽车（ElectricVehicle简称EV），从上世纪90年代以来，己再度成为世界各国研究的热点。

电动汽车具有低噪声、零排放、综合利用能源等突出的优点，正是当今汽车工业籍以解决能源、环保等问题的可持续发展的重要途径。

目前，电动汽车的研究己成为汽车行业先进技术的研究主流。

电动汽车的发展关键是在研发新型动力源的同时，进一步提高其动力系统的性能及降低成本。

文献[1]指出:

电动车辆应满足在各种恶劣情况下的可靠工作，要以民品的价格实现近似军品的性能。

这对现代工业，特别是对电池、电力电子、电机等行业既是发展并应用新技术的重大的挑战，也提供了合成新兴支柱产业的重大的机遇。

所以，电动汽车的开发具有深远的现实意义:

首先，这一系统工程符合当代国际汽车工业和高新技术产业的发展趋势，具有良好的经济、环保、节能效益;

其次，项目的实施有助于加速缩短我国与发达国家在汽车工业上的差距，为我国新型工业的增长点奠定良好的基础。

本课题以轮式驱动电动汽车的工程项目为背景，立足于其动力系统性能的优化设计与控制，深入地研究了整车车辆差速控制的控制策略，开发了基于单片机的轮式驱动电动车辆驱动控制系统。

如上所述，本项目面向社会与新技术的发展需求，涉及车辆、电机、控制理论、电力电子等众多学科与工程技术领域，对于进一步研究开发电动车新技术，具有现实的学术和工程意义。

1.2目前电动汽车发展的概况

早在世界上第一辆电动汽车诞生之前，1886年巴黎街头就出现过电动三轮车。

但由于科学与技术发展的限制，燃油汽车的快速发展限制了电动汽车的进步。

真正的电动汽车发展高潮始于20世纪90年代，各国和研究机构都大张旗鼓地进行电动汽车的研制和生产。

电动汽车的电机代替了传统汽车的内燃机，因此车辆的结构可以更加灵活和简便，驱动方式更加多样化，构成了机电一体化设计的系统工程；

电机的控制驱动系统是电动汽车的核心技术，电子差速的实现、ABS的控制、车辆的稳定性运行、能量回馈都是通过电子控制系统实现的。

电动汽车可以分成三类：

混合动力汽车（HEV）、燃料电池汽车（FCEV）和纯电动汽车（PEV）。

由于电动汽车的能量提供问题，当今各界研究较多的是混合动力汽车，纯电动汽车是未来的发展方向且在很多场合都已经应用，燃料电池汽车受一些化学科技因素影响在短期内不可能实现商业化。

本文目的旨在研究电动汽车的控制策略和方法中关于电子差速的控制，所以设计了结构简单和以普通电池为能源的纯电动汽车。

从20世纪90年代初起，世界各大汽车集团公司如福特、通用、丰田和本田等，都在电动汽车上投入了较大的资金，并研制出多种电动汽车及电动汽车概念车。

我国一直非常重视汽车节能和减少环境污染方面的工作。

由于我国的石油资源有限，不可能长久维持燃油汽车的发展，并显人群密度高，燃油汽车的尾气排放己经给空气造成极大的污染，急需电动汽车来改善这种状况。

从我国电动汽车的发展来看，和国外高水平技术的差距不到5年，但是燃油汽车却有20多年的差距。

我国一些公司和院校在90年代初就推出了电动汽车样车、电动汽车概念车，普通双轮轮式驱动电动汽车技术己经比较成熟，并在公交和小型车上得到应用。

本文针对国内电动汽车发展在整车控制和电机驱动这两个与国际有差距的技术进行研究。

九五期间，科技部将电动汽车列入国家重大科技产业工程项目，投入近l亿元。

而2001年在十五国家863计划中，特别设立电动汽车重大专项，投入近9亿元。

随着国家十五计划863电动汽车重大科技专顼的正式启动，全国各地也掀起了一股研制和开发电动汽车的热潮。

目前，北京、武汉、天津、威海4个城市已开展电动汽车试验示范运行，北京、上海还承担了联合国开发计划署、全球环境基金支持的国际燃料电池公共汽车示范项目。

1.2.1电动汽车驱动方式及轮式驱动研究现状

传统的燃油汽车的驱动系统包含发动机、减速器和差速器。

这是由于内燃机的速度可变范围窄，必须用减速器