多轴转向电动车辆的轮毂电机驱动控制研究

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1、学校编码１０３９０分类号Ｕ４６Ｌ６学号２０１３１１８０２０１０密级集Ｉ大学硕±学位论文多轴转向电动车辆的轮毅电机驱动控制研究指导教师：冯培锋教授王５超教授作者姓名：杨朝阳申请学位级别：工学硕女学科专业：机械设计及理论研究方向、工艺与设备：先进机电产品论文提交日期：２０１６年５月３日论文答辩日期：２０１６年６月６日学位授予单位：集美大学学位授予日期：２０１６年６月答辩委员会主席吴晓明副教授；论文评阅人：硕士学位论文多轴转向电动车辆的轮毂电机驱动

2、控制研究Drivingcontrolofthein-wheelmotorofmulti-axissteeringelectricvehicls学科门类：工学作者姓名：杨朝阳指导教师：冯培锋教授王云超教授学科专业：机械设计及理论研究方向：先进机电产品、工艺与设备学位授予单位：集美大学论文答辩日期：2016年6月6日学术诚信声明兹呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研巧成果。除文中特别加ｔｕ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。本人依法享有和承担由此论文产生的权利和责任。

3、昨＾声明人（签名）：棘帮、时间：））０么８１（知｝保护知巧产权声明本人完全了解集美大学有关巧留、使用学位论文的规定，目Ｐ：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可Ｗ采用影印。、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文同意集美大学可用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。作者（签名）；导师（签名故时间：多轴转向电动车辆的轮毂电机驱动控制研究摘要电动汽车是当今汽车行业发展的重要方向，而采用分布式轮毂电机驱动作为电动汽车的一种新型驱动形式，其可以优化车身结构，具有传动效率

4、和整车空间利用率高及驱动形式多样化等优点。本文以轮毂电机的驱动控制及整车控制策略为研究对象，主要从以下三个方面进行了分析研究：（1）轮毂电机的特性分析及台架试验对比几款常用驱动电机的性能，分析了永磁电机的优越性。介绍了实验采用的永磁无刷直流轮毂电机的结构、工作原理及数学模型，建立了永磁无刷直流电机的开环及双闭环控制系统，采用Matlab/Simulink软件，结合所采用电机的参数，对所设计的控制系统进行了建模仿真。设计了台架试验对实验采用的轮毂电机的实际加速性能、机械特性进行了测试。（2）电子差速控制算法研究基于实验所开发的样车结构，分析了整车

5、的动力学模型和轮胎动力学模型。分析了现有电子差速理论研究存在的不足，根据Ackermann定理推导了基于转速控制的差速模型，及基于离心力作用下的转矩分配模型。结合整车及轮胎的动力学模型，提出了基于车轮转速控制偏差率检测的转速、转矩协同控制策略，并对提出的控制算法采用Matlab/Simulink进行了仿真验证。（3）实验样车开发及整车控制系统开发为了验证控制算法的合理性，设计并开发了一台基于第一轴主动转向、第二和第三轴驱动的三轴转向实验样车，样车由分布安装于二、三轴的四个轮毂电机进行驱动。整车控制系统采用微型工控机ARK-5261、数据采集卡P

6、CI-1712和12轴运动控制卡DMC2C80作为中央控制单元，与基于STM8S单片机开发的电机控制器组成分布式分层控制系统。通过转角传感器和加速踏板采集驾驶员操作信息，转速传感器及电流传感器实时采集各电机转速及相电流值，组成一个基于速度、转矩反馈的闭环控制系统。采用Labview软件进行了整车控制系统的软件开发，并通过样车实验对控制系统设计的合理性进行了验证。关键词：多轴转向电动车辆；轮毂电机；试验样车；电子差速控制系统IDrivingcontrolofthein-wheelmotorofmulti-axissteeringelectricv

7、ehiclesAbstractElectricautomobilesareanimportantdirectioninthedevelopmentofthecurrentautomotiveindustry.Drivingbyusingdistributedin-wheelmotors,asanewdrivingformofelectricautos,canoptimizethestructureofcarsandhastheadvantagesofhigherefficiencyoftransmissionandspaceutilizatio

8、nanddiversificationofdrivingform.Inthisthesis,drivingcontrolofthein-wheelmo