轮毂电机驱动车辆差动转向转矩分配策略研究

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1、轮毂电机驱动车辆差动转向转矩分配策略研究汤钧涵2015年1月中图分类号：U463.4UDC分类号：629轮毂电机驱动车辆差动转向转矩分配策略研究作者姓名汤钧涵学院名称机械与车辆学院指导教师孙逢春教授答辩委员会主席苑士华教授申请学位级别工学硕士学科专业机械工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月21日ResearchonDrivingTorqueDistributionStrategyofIn-wheelMotorDrivingVehicleWithDifferentialDriveSteeringCandida

2、teName：JunhanTANGSchoolorDepartment:SchoolofMechanicalEngineeringFacultyMentor:Prof.FengchunSUNChair,ThesisCommittee：Prof.ShihuaYUANDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：MechanicalEngeeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January21,2015研究成果声明本

3、人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要轮毂电机驱动车辆传动结构简单、各驱动轮转矩相互独立可控，车辆转向时控制两侧轮毂电机绕主销产生差动转矩，可以实现转向的灵活性控制，发挥电机转矩快速响应

4、和精确控制等优势，提高车辆转向性能和操纵稳定性。本文以轮毂电机驱动轮式车辆为研究对象，重点开展轮毂电机差动转向动力学特性分析和转矩分配控制策略研究。首先对轮毂电机驱动车辆双前桥转向系统进行简化，建立了反映轮毂电机差动转矩的转向系统动力学模型，结合整车模型搭建了13自由度差动转向动力学仿真模型。在此基础上设计了轮毂电机转矩开环的差动转向控制策略，对车辆差动转向特性进行仿真分析，结果说明差动转向控制方案及控制策略可行。针对差动转向开环控制时车辆转向稳定性降低问题，构建了车辆转向二自由度参考模型，得到了车辆转向参考横摆角速度轨迹，

5、在此基础上设计了基于横摆角速度的差动转向轮毂电机转矩分配策略，设计了滑模变结构控制器，进行了不同车速和转角下的转向性能仿真分析，提高了差动转向控制的稳定性。针对轮毂电机驱动车辆差动转向动力性降低等问题，设计了基于横摆角速度和车速跟踪的差动转向轮毂电机转矩分配策略，进行了不同路面条件不同转角的仿真分析，仿真结果表明，转矩分配控制策略可以有效地提高车辆的转向性能和转向过程中的动力性能。关键词：轮毂电机驱动；差动转向；滑模变结构；转矩分配；车速控制；I北京理工大学硕士学位论文AbstractWithaseriesofadvanta

6、gesthattransmissionissimpleandeachdrivingwheeltorqueisindependentcontrollable,in-wheelmotordrivingvehiclecontrolbothsidesofthein-wheelmotortoproducedifferentialtorquearoundthekingpin,realizethemotor’srapidresponseandprecisioncontrol,meanwhileenhancethesteeringperfo

7、rmanceandcontrolstability.Inthispaper,in-wheelmotordrivingvehicleistheresearchobjectwiththein-depthdiscussionofin-wheelmotordifferentialdrivesteeringdynamicanalysisandtorquedistributioncontrol.Firstly,thedual-frontaxlessteeringsystemofthein-wheelmotordrivingvehicle

8、issimplifiedtoestablishthesteeringsystemdynamicmodelthatcontainsthein-wheelmotordifferentialtorqueandadifferentialsteeringsimulationmodelwith12de