轮毂电机驱动型电动汽车电机控制系统设计

设计一种基于ds PIC30F4011芯片的轮毂电机驱动型电动汽车电机控制系统。设计电机控制器软硬件控制电路,采用转速比例-积分(Prportion Integral,PI)闭环单极性脉冲宽度(Pulse Width Modulation,PWM)控制方式,通过调节PWM占空比改变电机绕组的平均电压,实现电机调速。基于电机转速闭环单极性PI控制方案进行系统仿真,并搭建整车试验平台对电机进行空载运行试验。仿真和试验结果表明:轮毂电机驱动型电动汽车控制系统运行平稳,具有较好的动态和静态特性,控制方案能够满足轮毂电机的运行要求。     

多物理域耦合求解的轮毂电机温度场

为研究温度变化对电动汽车用轮毂电机的工作性能和使用寿命的影响,采用场路耦合法将轮毂电机有限元模型与外电路联合求解,建立了包含轮毂电机本体、外部驱动控制电路的联合仿真模型,充分考虑了外部激励中时间谐波电流对磁场的影响. 然后,将计算得到的绕组铜耗、定子铁芯损耗、永磁体涡流损耗以及杂散损耗等作为热源,采用磁热耦合法将其耦合到各部件进行瞬态温度场研究,综合考虑了电机工作过程中其损耗分布在时间和空间位置上的瞬态变化特性,热源损耗与温度场实时精确耦合. 详细研究了负载运行时轮毂电机各部件温度随时间的变化情况,以及温度的空间分布特性. 多物理域耦合法实现了电磁场与外电路的直接耦合,电磁场与温度场的顺序耦合. 最后,对轮毂电机进行台架试验. 研究结果表明:仿真计算结果与试验结果在额定工况下温度的最大误差为4.96%,峰值工况下最大误差为10.55%.      

基于模糊控制的后轮独立驱动纯电动汽车驱动控制策略研究

针对后轮独立驱动纯电动汽车,提出了驱动防滑和转矩协调协同作用的驱动控制策略。驱动防滑控制策略采用了基于路面最优滑转率识别和最优滑转率PI控制的技术方法,主要包括三部分:滑转率及路面附着系数的估计、基于模糊控制的最优滑转率估计及基于最优滑转率的PI控制器设计。转矩协调控制采用了基于理想横摆角速度的PI控制方法。并且搭建了基于CarSim和MATLAB/Simulink的电动汽车驱动控制仿真分析平台,在对接路面和对开路面两种工况下对设计的驱动控制系统进行了仿真分析。仿真结果表明,所设计的驱动控制系统在两种路面行驶时都能实现驱动防滑的控制功能,有效提高了后轮独立电驱动车辆的动力性及行驶稳定性。     

基于纵向力控制的客车侧向稳定性研究

为提高客车在极限工况下的侧向稳定性,建立了某客车的8-DOF整车动力学模型,采用Dugoff轮胎模型。以横向载荷转移率作为触发条件,设计了基于纵向力控制的综合控制器。当横向载荷转移率小于侧翻因子时,控制器计算出驱动力矩,对后轮进行差动驱动,以控制车辆侧滑;当横向载荷转移率大于侧翻因子时,计算出制动力矩,对前轮进行差动制动,控制车辆侧翻。通过对角阶跃试验和鱼钩试验进行仿真,结果表明:综合控制系统在车辆行驶过程中不仅具有良好的抗侧翻能力,而且提高了车辆的道路跟随能力。     

基于Maxwell和Simplorer轮毂式SRD分析与研究

由于轮毂式开关磁阻电机的结构特性,使得其电磁关系十分复杂,单独的电机本体建模仿真不能较为准确地模拟其实际运行工况。在Maxwell环境下建立轮毂式开关磁阻电机的有限元模型,联合Simplorer软件,搭建功率变换器和控制电路,进行"场-路"的耦合计算,对电机的启动、稳定运行两工况进行仿真分析,得到其运行特性。联合仿真结果比较准确地反映了电机的实际运行情况,为轮毂式开关磁阻电机调速系统的控制和优化提供了参考。     

纯电动汽车纵向跟车动力学建模与分层控制

为提升电动汽车的纵向跟车性能,进行电动汽车纵向动力学建模和分层控制策略研究。建立包括电动机、变速器、主减速器、车轮及整车纵向运动模型的电动汽车纵向动力学模型。设计纵向跟车系统决策层与实施层分层控制架构,在决策层建立纵向跟车运动学控制模型,综合考虑实际车距与期望车距误差、自车与前车相对车速、自车加速度和加速度控制量限值的二次型性能指标,基于线性二次最优控制理论优化得到期望的跟车加速度;基于驱动电机和制动器切换逻辑,实施层控制器设计比例积分微分加速度校正器跟踪期望加速度。Matlab/Simulink多工况仿真结果表明:所设计的跟车控制器能够有效控制自车跟踪前车,具备良好的自适应性。     

纯电动汽车能量回收控制策略研究

纯电动汽车的能量回收技术有很高的研究价值,是提高整车经济性的有效手段之一。以一种并联能量回收方案为研究对象,从再生制动原理进行分析,在电池回收能力、电机回收能力及负载功率消耗的限制前提下,提出一个合理的能量回收控制策略,兼顾整车的经济性及乘客的舒适性,并通过ADVISOR进行NEDC工况仿真验证。试验表明,与无能量回收车型对比,相同时间内该策略下整车电池SOC值明显下降缓慢,该研究为制动能量回收策略算法的进一步优化开发提供参照。     

纯电动轿车电液复合制动控制策略仿真

对电动轿车制动过程中前后轴制动力关系及其对稳定性的影响进行了分析,提出一种电液复合制动控制策略。该策略在满足驾驶员制动感觉的前提下,符合法规对制动过程的要求。通过不同附着路面上的仿真对控制策略进行了验证。结果表明：为了满足制动法规的要求,在不同附着系数的路面上尤其在低附着系数路面上,为了避免前轮抱死而出现不稳定的危险工况,应该将电机制动力进行限制。同时,通过测功机对电机制动过程中对电池组的回馈电流大小进行了台架试验,并基于测试数据对基本市区工况进行了模拟。     

新能源汽车驱动电机阻力台架模拟的数据处理

利用Advisor建立新能源汽车电机仿真模型,对行驶工况进行仿真,利用交流测功机模拟汽车的行驶工况实现动力系统阻力模拟的台架试验,为电动汽车动力驱动系统电机选型、参数匹配提供试验参考。在台架模拟时为减小仿真误差,重点对仿真数据进行粗差处理,之后将该数据发往台架。实验证明:处理后的数据与实际行驶情况基本相符。     

LGTD200Y型公铁两用电动牵引车转向控制策略

以LGTD200Y型公铁两用电动牵引车为对象,提出了基于4台直流无刷轮毂电机的控制方案,给出控制器总体设计思路.采用全轮转向方式,利用低速转向模型,计算了电子差速过程中随着转向角的变化四轮速度的变化,同时分析了滑移率/拖滑率与转矩的调节问题.给出了直线运行时四轮车速的协调方案,研究了电动牵引车转向与加减速处理方案.最后,利用Matlab软件进行了仿真试验,试验结果表明了电动牵引车控制器设计合理,电子差速控制策略正确,能够满足四轮独立驱动电动牵引车的行驶要求.     

基于联合仿真的四轮转向汽车控制策略研究

基于四轮转向技术和模糊控制理论,提出一种新的四轮转向汽车后轮转角控制策略,即比例前馈加模糊反馈。在ADAMS/car模块中建立四轮转向整车多体动力学模型,并基于Matlab/Simulink依据控制策略设计了四轮转向汽车控制系统,由ADAMS与Matlab的数据接口实现了控制系统与整车动力学模型联合,对四轮转向汽车进行典型行驶工况的联合仿真试验。仿真结果表明:所设计的后轮转角控制器能使车辆很好地跟随理想转向模型,提高了车辆的操纵稳定性。     

电驱动桥大客车电子差速系统模糊PID控制

研究了轮毂式电驱动桥大客车的差速控制策略,推导了恒转矩下驱动电机的驱动电流和对应驱动轮纵向速度的计算方法,提出了基于滑转率的模糊PID控制方法对电驱动桥大客车左右车轮单独转速协调控制,设计了模糊PID控制器,推导了差速时左右侧驱动轮滑转率计算方法,建立了控制系统的MATLAB/Simulink系统模型。仿真分析差速时车辆内外侧车轮滑转率变化曲线,该控制系统相应时间快,内外侧车轮滑转率均趋于理想值,与理论分析一致。     

基于ECE法规的电动汽车再生制动控制策略的建模与仿真

在建立了电动汽车机电复合制动的数学模型基础上,分析了电动汽车再生制动对制动效率的影响,并据此提出了基于ECE制动法规要求下的电动汽车再生制动控制策略;并在advisor2002中建立嵌入式仿真模块对该策略进行了仿真分析.结果表明该策略使电动汽车在典型城市工况下有较强的制动能回收能力.     

矿用汽车动力源功率匹配控制策略

针对矿用汽车发动机工作点分布于燃油低效区的问题,提出了基于功率匹配的交流传动控制策略,使得传动系统能够根据车辆工况的变化相应改变发动机输出功率。确定了电传动系统功率区,引入了车辆负荷度评价车辆所处工况的负荷程度,设计了3层结构的控制策略,上层算法中使用滑动平均滤波算法对轮边电机转速进行预处理,计算车辆负荷度;中层算法利用三维模糊控制器,根据车辆负荷度及发动机转速计算了参考功率;下层算法中驱动系统追踪给定的参考功率,实现了矿用汽车的功率匹配。为验证功率匹配控制策略的控制效果,搭建了电传动试验平台进行验证。验证结果表明:控制策略能够快速识别矿用汽车启动、爬坡、突遇负载、下坡等常用工况的负载变化,并计算适合当前负载的驱动功率,保障了矿用汽车在恶劣工况下的动力性;稳态试验考察了控制策略下矿用汽车的节油效果,发动机工作点分布在最佳燃油经济性曲线附近,负载为40kW时,功率匹配控制策略的燃油消耗量比满足最大功率需要策略减少10.8%,负载为80kW时,功率匹配控制策略的燃油消耗量比满足最大功率需要策略减少4.8%,验证了功率匹配策略的有效性与可行性。     

电动车辆动力系统设计及联合仿真

通过分析电动车辆对驱动电机转矩和转速的要求,以一电动车辆为例,选定了永磁无刷直流电机作为驱动电机,利用MATLAB中电气模块SimPowerSystems建立电机及其控制器仿真模型,设计了包含转速PID和电流滞环控制的双闭环控制策略;根据整车三维实体模型中硬点位置,在ADAMS中建立了整车机械仿真模型.通过MATLAB...     

基于制动驾驶意图辨识的纯电动客车复合制动控制策略

为了研究纯电动客车复合制动系统制动力分配比例,提出了基于制动驾驶意图辨识的复合制动控制策略。基于隐形马尔科夫理论建立了双层制动驾驶意图辨识模型,运用道路试验数据对模型进行辨识验证。基于辨识出的驾驶意图和车速,以前后轮制动力分配比例、ECE 法规、电机特性、滑移率、蓄电池特性、超级电容特性与传动系统特性为约束条件,制定了复合制动系统制动力分配策略,在9种工况下,应用Simulink对复合制动系统进行建模仿真。仿真结果表明：应用基于制动驾驶意图的纯电动客车复合制动控制策略后,在各种工况下,摩擦制动系统和电机再生制动系统能够协调稳定地工作,在保证制动安全性的前提下最大限度地回收了制动能量。低车速轻微制动时能量回收效率最高,可达到43．84％。高车速紧急制动时能量回收效率最低,仅为0．89％。     

分布式纯电动推土机控制策略设计及验证

以双侧独立电机传动的分布式纯电动推土机为研究对象,基于推土机的实际应用场景和工作模式,建立整车行驶阻力模型和转速控制的物理模型,设计包括车速设定子模块、电机转速设定子模块及功率限制子模块的整车控制策略.为验证整车控制策略的合理性,在MATLAB/Simulink中搭建分布式纯电动推土机系统仿真模型,对3个子模块进行离线...     

电动汽车永磁同步电机驱动系统的制动研究

以基于SVPWM控制的电动汽车永磁同步电机驱动系统的制动工况为研究对象,重点对电机的两种制动方式(基于电机损耗控制的制动和再生制动)、两种制动方式在系统中的综合运用进行了分析,并提出了一种新的基于电机损耗控制的制动方法,它综合考虑了电机的铜耗和铁耗.通过仿真对比分析,指出再生制动性能最好,新的制动方式比只考虑铜耗的制动方式性能好,因而更适合在不能采用再生制动的场合运用.总结了新的制动方式的控制电流与电机制动转矩、转速及电机定子电阻和铁耗等效电阻的关系.     

电动车辆动力系统设计及联合仿真

通过分析电动车辆对驱动电机转矩和转速的要求,以一电动车辆为例,选定了永磁无刷直流电机作为驱动电机,利用MATLAB中电气模块SimPowerSystems建立电机及其控制器仿真模型,设计了包含转速PID和电流滞环控制的双闭环控制策略;根据整车三维实体模型中硬点位置,在ADAMS中建立了整车机械仿真模型。通过MATLAB及ADAMS联合仿真,分析了电动车辆的动力性(最大车速、最大爬坡度、加速时间),对研制的样车进行了测试并与仿真结果进行对比,结果表明仿真结果与试验结果吻合良好,验证了电动车辆仿真模型的有效性。     

电动汽车动力性及转向制动的稳定性分析

基于插电式前驱电动汽车的动力学数学模型,构建MATLAB/Simulink与Carsim相结合的仿真模型,并对该电动汽车的动力性及转向制动工况进行仿真,得到加速时间、最高车速、制动距离等性能参数。结果表明,建立的仿真模型能够在一定工况下描述电动汽车的动力学性能,为电动汽车动力学控制研究奠定基础。