四轮独立驱动电动汽车直线行驶稳定协调控制

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1、分类号U469.72密级公开UDC629编号10299S1204084硕士学位论文四轮独立驱动电动汽车直线行驶稳定协调控制指导教师李仲兴教授作者姓名黄锡超申请学位级别硕士专业名称载运工具运用工程论文提交日期2015年11月论文答辩日期2015年12月学位授予单位和日期江苏大学2015年12月答辩委员会主席评阅人2015年12月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本课题不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机

2、构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊（光盘版）电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本课题编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本课题

3、编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布（包括刊登）授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日四轮独立驱动电动汽车直线行驶稳定协调控制CoordinatedControlforStraightDrivingStabilityofFourWheelIndependentDriveElectricVehicle专业名称载运工具运用工程指导教师李仲兴教授姓名黄锡超2015年12月江苏大学硕士学位论文摘要近年，绿色无污染及能源可循环使用的电动汽车成为发展热潮。新兴的

4、电动轮驱动汽车，因采用电机直接驱动车轮方式，具有传动效率高、电动轮便于独立控制及响应迅速等优势，有利于车辆动力学控制，更适合未来电动汽车的小型、智能及环保化方向发展。本课题对四轮独立驱动电动汽车的电动轮驱动协调和直线行驶稳定控制理论展开研究。首先，结合电动轮驱动汽车研究现状，分析四轮独立驱动电动汽车直线行驶跑偏原因与过程，并对导致跑偏因素及工况进行分类概述。以四轮转速相同、两侧车轮转矩相等和零值横摆角速度为控制目标，通过相应控制效果分析后选取了能保证车辆直线行驶稳定的横摆角速度，作为设计协调控制系统的控制变量。其次，基于车辆行驶动力学等

5、相关理论，建立14自由度的四轮独立驱动电动汽车动力学模型，主要包含车体动力学、轮胎及电机等子模型。电机模型则是根据轮毂电机特性试验数据，通过拟合与插值的方法，以查表方式建立的特性模型。然后，以车辆直线行驶稳定为目的，从左右侧、前后轴车轮驱动力协调分配和驱动防滑方面进行研究，设计四轮独立驱动电动汽车协调控制系统。为保证系统鲁棒性，采用滑模变结构控制方法，计算纠正车辆跑偏的附加横摆力矩。通过四车轮相等及两侧车轮负正相反方式和PID控制方法，将附加横摆力矩分配转换成轮毂电机的电压控制信号调节量，实现左右侧车轮驱动力的动态平衡调节。以同侧前后轮

6、滑转率相等为目标，使用PID控制方法分别计算同侧轮毂电机的电压控制信号调节量，进行前后轮驱动力实时分配。在控制分配过程，对过度滑转车轮实行驱动防滑PID控制，正常驱动车轮则保持以上控制分配不变。最后，将整车动力学模型和协调控制系统集成后，在Matlab/Simulink搭建四轮独立驱动电动汽车仿真平台。采用两侧轮毂电机无法提供相等转矩、外界干扰两侧车轮驱动力失衡和车辆侧向作用力干扰等不同类型工况进行仿真分析。结果表明：通过将车辆直线行驶1km的跑偏量控制在5m内，同侧前后轮滑转率相等，单轮滑转率不超过0.25；从而确保了车辆四轮驱动协调

7、及具有良好直线行驶稳定性，验证了所设计系统的有效性。关键词：电动汽车；四轮独立驱动；直线行驶稳定；驱动防滑；协调控制I江苏大学硕士学位论文ABSTRACTInrecentyears,theelectricvehiclehasbecomeadevelopmentboomduetoitscharacteristicsofnon-pollutingandenergyrecycling.Asthewheelisdrivendirectlybythemotor,theemergingelectricwheeldrivevehicle(EWV)ha

8、stheadvantagesofhightransmissionefficiency,theelectricwheelbeingconvenienttocontrolindependentlyandresp