電動汽車動力學控制.pdf

1、相比較于傳統(tǒng)內燃機而言,電動機能夠精確地產扭矩,同時這個扭矩能夠精確的測量到。并且電動機能夠獨立的安裝在每個輪子上,同時能夠產生負扭矩。這些都是傳統(tǒng)內燃機無法做到的。因此,從控制工程角度而言,電動車有很多其他的優(yōu)點。比如,通過扭矩的反饋,為控制策略增加了一個參考量,從而得到更加精確和準確的動力學控制。
　　首先,本文建立了一個基于MATLAB/Simulink的車輛動力學模型。作為一個驗證算法可靠性和有效性的重要工具,這個模型有足

2、夠的復雜度和自由度(共12個)。首先魔術公式被用來模擬輪胎和地面的摩擦力,這個公式能夠很好的模擬出摩擦圓的概念。其次底盤的運動模型有三個,即縱向運動,橫向運動和橫擺運動。另外,車輛運動過程中的載荷轉移也被考慮其中,它是造成橫向不穩(wěn)定的一個重要因素。車的運動軌跡也實時的能夠得到,給讀者一個直觀的感覺。最后,在實際工程應用中,一個無刷直流電機的扭矩輸出是與電機轉速有一定耦合關系的,不同轉速下,扭矩輸出都有一個上下限。因此,為了減小仿真與實際

3、的差距,一個簡單的電機模型也被采用了。
　　其次,利用扭矩的反饋,一個新的縱向動力學控制算法被提出。該算法基于一個全新的定義量,即電機等效轉動慣量。它定義為電機輸出扭矩與角加速度之比。為了保證電動車縱向的穩(wěn)定性,這個量有一個安全范圍。同時提出一個 PI控制器來使得等效轉動慣量在其安全范圍內。不同路面條件下的仿真結果顯示出該算法能夠有效地保證電動車縱向動力學的穩(wěn)定。同時也表示出該算法不依賴與任何路面條件,也不需要任何預知的路面條件。

4、最后,一個測功機臺架被用來當做試驗平臺來驗證算法在試驗中的有效性。實驗結果證明該算法在試驗中仍能保持有效性。
　　最后,當研究橫向動力學時,為了避開針對車輛側偏角的基于數學的觀測器,一個修改后的基于電機等效轉動慣量的縱向控制器被驗證出,在兩維動力學的情況下,其仍能保證縱向的穩(wěn)定,也就是說能夠保證小的車輛側偏角。因此提出了一個基于橫擺力矩觀測器的橫向動力學控制器。該控制器首先得出一個理想的車輛運動狀態(tài),通過理想的運動狀態(tài)與實際運動狀