电动汽车直接转矩控制电子差速滑移率滑模控制论文
基于新能源电动汽车的电子差速控制系统探究
基于新能源电动汽车的电子差速控制系统探究发布时间：2022-02-25T09:47:01.952Z 来源：《中国科技信息》2021年11月中32期作者：李华[导读] 随着全球能源危机的加剧和环境问题的出现，世界越来越关注能源和环境问题。
电动汽车在能源和环境保护方面的独特优势和竞争力已经成为世界发展的优先产业之一。
电动汽车传动系结构简单，传动系效率高，重量轻，可针对每种车轮类型独立控制，有助于改善车辆的稳定性和动态驾驶性能。
因此，新能源汽车已经成为电动汽车的重要发展方向，具有广阔的发展前景。
科大国创新能科技有限公司李华摘要：随着全球能源危机的加剧和环境问题的出现，世界越来越关注能源和环境问题。
电动汽车在能源和环境保护方面的独特优势和竞争力已经成为世界发展的优先产业之一。
电动汽车传动系结构简单，传动系效率高，重量轻，可针对每种车轮类型独立控制，有助于改善车辆的稳定性和动态驾驶性能。
因此，新能源汽车已经成为电动汽车的重要发展方向，具有广阔的发展前景。
关键词：电动汽车；电子差速；控制技术随着人们对每天消耗的石化资源的认识不断提高，人们越来越注重寻找资源保护和绿色可持续发展的途径。
在汽车领域，新能源汽车的出现极大地促进了节能环保。
但是，为了改善电动汽车的行驶性能，必须加强对车辆电控系统的研究，以保证车辆转动期间的稳定性，保证车辆驾驶的安全性。
一、新能源电动汽车电子差速控制方法1.控制车辆驱动轮的转速。
这种控制方法的目的是根据车辆转向模型的计算来跟踪目标转速，并控制车辆的转速。
在四轮低速独立驱动电动车中，Ackermann&jeantand转向模型用于实现四轮转向速度限制，PID控制被采用来成功地控制车内外轮在不同速度和转向角度的目标转速，以保证车辆转向的稳定性和安全性。
2.检查车辆驱动轮的扭矩。
由于不同内外轮毂半径，因此在转向时刻车轮的内扭矩和外扭矩存在差异。
如果车轮内部扭矩过大，将会发生打滑现象，如果外部车轮扭矩过小，则会造成打滑问题。
电动汽车tcs滑模控制器设计
LI Xue 一 dong, HE Lin, YE Wei, HU Min - kang
(Institute of Automotive Engineering Technology, Hefei University of Technology, Hefei 230009 , China)
本文在明确路面附着情况下，依据经验模型直接计算出 当前路面附着下的最优滑转率,并以此滑转率作为滑模控制 的切入点，设计出一种TCS滑模控制器，针对滑模控制固有 的抖振问题，设计了一种改进的指数趋近律，进一步削弱系 统抖振，提高系统响应度度，提升控制系统整体性能。并通 过联合仿真,验证了控制器的理论分析。
2电动汽车驱动系统建模
2.1电动汽车驱动动力学 本文研究对制，因此为简化研究采用四分之一车辆模型。忽 略空气阻力时和滚动阻力等，车轮的受力可以简化为图1所 示，由牛顿运动定律和刚体转动微分方程，得到汽车动力学 运动方程。
附着系数最大值所对应的滑转率定义为最优滑转率。
ABSTRACT: In order to solve the sliding problem of Electric Vehicle with Low adhesion coefficient, this paper de signed a electric vehicle Anti - skiding TCS ( Traction control system) sliding mode controller based on the sliding mode control, the controller can achieve the maximum road adhesion coefficient and prevent the wheel from slipping excessively by adjusting the torque of the driving motor, and handle the chattering problem existed in the sliding mode control by the improved simulation approach. Simulation results illustrate that the proposed sliding mode con troller is effective to control the slip ratio of vehicle to the target value by control the motor torque, and obtain the max adhesion coefficient to prevent the sliding. The stability of the vehicle has been greatly improved, convergence of mo tor torque and state variables is fast and smooth, and the chattering can be effectively weakened. KEYWORDS:Electric Vehicle； Traction control system (TCS) ； Sliding mode control； Chattering
电动汽车电子差速控制策略研究
10)、式(
11)进行更新:
vij (
t+1)= wvij (
t)+c1r1(
t)[
t)-xij (
t)]
pij (
(
t)[
t)-xij (
t)]
10)
+c2r2(
pgj (
(
xij (
t+1)=xij (
t)+vij (
t+1)
11)
式中:
w 为惯性权重;
c1 、
c2 为学习因子,通常取
电磁转矩方程:
魔术公式轮胎模型表达式为:
x)=Ds
i
n{
Car
c
t
an[
Bx
y(
(
E
B
x
a
r
c
t
a
nBx)]}
-
C = A0
图 1 车辆 7 自由度动力学模型
(
2)
(
3)
x =k +Sh
式中:
Y(
x)是 轮 胎 纵 向 力、轮 胎 侧 向 力 或 轮 胎
3
(
Te = PΨfiq
直接影响汽车的操 纵 稳 定 性,因 此 建 立 精 确 的 轮 胎
模型,对 电 动 汽 车 操 纵 稳 定 性 研 究 具 有 重 要 意
义 [14]。由于各个 轮 胎 会 随 运 动 发 生 弹 性 形 变 使 轮
胎力输出难以实时测得,因此,将通过搭建魔术公式
轮胎模型,以确定各轮胎力的输出 [15]。
2
辆的稳定行驶;中间层为力矩分配层,主要按照车辆
(
9)
电动汽车驱动防滑控制系统的研究
硬件设备：包括电机、电池、 控制器等
实验环境：包括道路条件、 气候条件等
实验方法：包括数据采集、 数据分析、结果验证等
控制算法验证
实验目的：验证控制算法的有效性和稳定性 实验方法：采用模拟仿真和实际道路测试相结合的方法 实验结果：控制算法能够有效提高电动汽车的防滑性能 实验结论：控制算法在电动汽车驱动防滑控制系统中具有实际应用价值
解决方案与改进措施
提高传感器精度： 采用高精度传感器， 提高系统检测精度
优化控制算法：采 用自适应控制算法， 提高系统响应速度 和稳定性
增加冗余设计：增 加系统冗余设计， 提高系统可靠性
加强测试验证：加 强系统测试验证， 提高系统稳定性和 可靠性
未来研究方向
提高防滑控制系统的稳定性和可靠性 研究新型防滑控制算法，提高防滑效果 研究防滑控制系统与电动汽车其他系统的协同控制 研究防滑控制系统在复杂路况下的适应性和稳定性
06
电动汽车驱动 防滑控制系统 面临的挑战与 解决方案
01 添加章节标题
02
电动汽车驱动防滑控制 系统概述
定义与作用
定义：电动汽 车驱动防滑控 制系统是一种 用于防止电动 汽车在湿滑路 面上打滑的电 子控制系统。
作用：提高电 动汽车在湿滑 路面上的行驶 稳定性，防止 车辆打滑，提 高行车安全性。
07 结论与建议
研究结论
电动汽车驱动防滑控制系统可以有效提高车辆行驶稳定性和操控性 系统在湿滑路面和冰雪路面等恶劣环境下表现良好 系统对车辆能耗和续航里程有一定影响，需要进一步优化 系统在成本和安装便利性方面需要进一步改进
对电动汽车行业的建议
加强防滑控制系统的研究与开发，提高电动汽车的安全性和稳定性 推广电动汽车防滑控制系统的应用，提高电动汽车的市场竞争力 加强电动汽车防滑控制系统的测试与验证，确保其性能和质量 加强电动汽车防滑控制系统的培训与教育，提高驾驶员的安全意识和操作技能
电动汽车PMSM MTPA 控制系统滑模速度控制
第8 期
金宁治等： 电动汽车 PMSM MTPA 控制系统滑模速度控制
53
0
引
言
15 － 16］采用基于滑 滑模控制固有的抖振。 文献［ 模观测器的无位置传感器方法预估位置和转速 ， 获 15］采 得了良好的稳态精确度和动态性能。 文献［ 用自适应滑模观测器和高频信号注入法相结合的无 位置传感器转速预估方法， 提高了系统的低速特性 和在较宽转速范围内的静态、 动态特性。
1
永磁同步电机数学模型
永磁同步电动机在 d － q 旋转坐标系中的定子
电压方程为 ud = Rs id + Ld uq = Rs iq + Lq di d － Lq ωe iq ， dt
di q + Ld ωe id + ωe ψf 。 dt
}
（ 1）
u q 分别为 d、 q 轴电压； i d 、 i q 分别为 d、 q轴 式中： u d 、 L q 分别为 d、 q 轴电感； R s 为定子相电阻； 电流； L d 、 ψ f 为转子永磁体磁链； ω e 为转子电角速度。 电磁转矩方程为 T e = 1. 5 p（ ψ f i q + （ L d － L q ） i d i q ） ， 运动方程为 Te － TL = J dω m + Bω m 。 dt （ 3） （ 2）
x2 = x 1 = e ω = － ω m，
}
（ 4） （ 5）
式中， ω mr 为给定机械角速度。 由式（ 3 ） ～ 式 （ 5 ） 可得速度环控制系统的状态 空间方程为 x 1 = ax1 + bu + e， 式中： a = － Te （ T L + Bω mr ） B ；b= － ；e= 。 J J J （ 6）
差速实现
电动汽车电子转弯差速的解决方案综述作者：华南理工大学袁仪陈世元摘要：首先对汽车的转弯时差速问题进行了解释和分析，同时介绍了传统汽车解决差速问题的方法。
接着分析了电动汽车差速问题，并从转速和转矩两个方面对电子差速的方案进行了讨论。
并对两方案为基础的其他智能控制方案进行了分析。
最后给出了除了转矩转速方案外的另外一些思路。
主题词：电动汽车差速智能控制引言目前，世界上很多国家都投入巨资对电动汽车进行研究，并且已经开发和制造出一些实用车型。
但是这些汽车单纯将单电机取代内燃机，其底盘以及机械传动部分基本延用原来内燃机汽车的结构。
这样做并不能将电动汽车中电气部件时间常数短的优势发挥出来。
用双轮毂电动机为构架的电动汽车，其使用电气传动器件代替机械传动部件，相对于传统汽车，这种汽车在结构上具有很大的不同点。
由于直接将电机安装在轮毂上，汽车行驶中的差速问题不能用传统的机械差速器完成，所以研发电子差速器成为研究的重点。
电子差速器动态反应快，除了完成差速功能外，还能提升汽车稳定性。
本文根据目前最新的研究成果，对各种电动汽车差速方案进行介绍。
1 汽车的转向差速问题在车速极低，且不考虑汽车质心侧偏、横摆角，以及路面情况变化和侧风等情况下，可以参考阿克曼(Ackerman)转向几何学原理，如图1所示。
图1 阿克曼圆周运动图中内外前轮的垂线与后轮的垂线交在图左侧同一点O，车辆绕此点作圆弧运动，保证O 为转动中心，O点到后轴中点的距离R是车辆的转向半径。
假设内外前轮的平均转向角度为θ，前后轴间距为L，两轮之问的距离为B。
可以看到汽车在转弯时，内、外侧后轮行驶距离不同，而两者行驶时间却相同，因此两者时间存在差速问题。
传统汽车使用机械差速器来完成差速，机械差速器的基本运动规律是：无论转弯或直行，两侧驱动车轮的转速之和始终等于差速器壳转速的2倍。
常用的对称式锥齿轮差速器，其内摩擦力矩很小，实际上可以认为无论左右驱动轮转速是否相等，两边扭矩总是平均分配，这样的分配比例对于车辆在良好路面上直行或转弯时，其运行状态都是满意的。
电动汽车PMSM MTPA控制系统滑模速度控制
金 宁治 ， 王旭东 李 文 娟 ＇
（ 哈尔 滨 理 工大 学 电气 与 电 子工 程学 院 ， 龙 江 哈 尔 滨 １０ ８ ） 黑 ５ ００
摘 要 ： 了提 高 电动 汽 车 电机 驱动 系统 对参数 摄动 和 负载扰 动的 鲁棒性 ， 为 同时 削弱滑模 变结构控 制 （ ＭＶ Ｃ 固有 的抖振 ， 一种 改进 的滑模 控 制 策略 应 用 于永磁 同步 电机 （ ＭＳ 最 大转 矩 电 流 Ｓ Ｓ） 将 Ｐ Ｍ）
Ａｂｔａ ｔＡ ｒｖｄｓｄｎ ｏ ｅｖｒ ｂｅｓ ｕ ｔｒ ｃｎｒｌ Ｓ Ｓ ）ｓ ａｅｙｉ ｉｔ ｄ ｃｄｔ ｐ ｒ ａ ｓｒｃ ： ｎｉ ｏ ｅ ｉｉｇｍ ｄ ａ ａｌ ｔ ｃｕｅ ｏ ｔ （ ＭＶ Ｃ ｔ ｔ ｒ ｕ ｅ ｅｍ ・ ｍｐ ｌ ｉ ｒ ｏ ｒ ｇ ｓｎ ｏ ｏ
ｓ ｐｓｔ ｏ ｑ ｅ ｗｅｅ ｓ ｐ ｒ ｔ ｌ ｉｔｄ ｉｔ ｏ ｏ ｄ ｒｐ ｌｎ ｍｉｌ ｈｉ ｏ ｔ ｒ ｕ ｒ ｅ ａ ａｅｙ ｆｔｅ ｎ ｏ ｌｗ ｒ ｅ ｏ ｙ ｏ ａｓ，ｗｈ ｃ ｄ ｈｅｍｅｈ ｄ ｍｏ ｅ ｐ ａ ｔ ａ ｌ ｉｈ ｍａ ｅ ｔ ｔ ｏ ｒ ｒ ｃ ｉ ｂ ｅ ｃ ｉ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ． Ａｎ ｉ ｒ ｖ ｄ ｖ ｒａ ｌ ｘ ｏ ｅ ｔｒ ａ ｈ ｎ ａ ｂ ｓ ｄ ｓｉ ｉ ｇ ｍｏ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌｓｒ ｔｇ ｓｐ ｏ ｎ ｅ ｇｎ ｅｉｇ ｍｐ ｏ ｅ ａ ｂ ｅ ｅ ｐ ｎ ｎ ｅ ｃ ｉ ｇ ｌｗ ａ ｅ ｌｄ ｎ ｄ ｏ ｔｏ ｔａｅ ｙ ｗａ ｒ — ｉ ｐｏ ｅ ｎ ｓ ｅ ｄ ｌ ｏ ｓ ｄ ｉ ｐ ｅ ｏ ｐ，ａ ｄ ｉ ｔｇ ａ ｌ ｉ ｇ ｓ ｒａ ｅ ａ ｄ ｃ ｎ ｉ ｕ ｕ ｏ ｔｏ ａ ｗｅ ｅ ａ ｏ ｅ ｎ ｎ ｅ ｒ ｌｓｉ ｎ ｕ ｆ ｃ ｎ ｏ ｔｎ ｏ ｓ ｃ ｎ ｒ ｌｌ ｗ ｒ ｄ ｐｔｄ，ａ ｌｏ ｉｈ ｄ ｌ ｆｗｈ ｃ ｅ ｆｃ ｉｅｙ ａｌｖ ａｅ ｉ ｒｎ ｉ ｈ ｔ ｒｎ ｆ ｔ ｅ ｓｉ ｎ ｄ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍ． Ｓ ｍｕｌｔ ｎ ａ ｄ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｌ ｆｅ ｔ ｌ ｌｅ ｉｔ ｎｔｉ ｓｃ ｃ ａｔ ｉ ｇ ｏ ｈ ｌｄｉｇ ｍｏ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓｅ ｖ ｅ ｉ ａｉ ｎ ｘ ｅ ｏ ｉ ｎ ａ ｒ ｓ ｔ ｅ ｎｓｒ ｔ ｈａ ｈ ｅ ｉｎ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌｅ ｎｈ ｎ ｅ ｙ ｔｍ ｏ ｕ ｔ ｅ ｓａ ｄ ｅ ｓ ｒ ｓｇ ｏ ｙ ａ ｃ ａ ｄ ｅ ｕｌ ｄ ｍｏ ｔａｅ ｔ ｔｔ ｅ ｄ ｓｇ ｅ ｏ ｔｏ ｌｒｅ ａ ｃ ｓｓ ｓｅ ｒ ｂ ｓｎ ｓ ｎ ｎ ｕ ｅ ｏ ｄ ｄ ｎ ｍｉ ｎ ｓ ｓａ ｉ ｅ ｏ ｍａ ｃ ｓ ｆｒｅｅ ｔ ｃ ｖ ｈ ｃｅ ｍｏ ｏ ｒｖ ｙ ｔｍ． ｔｔｃ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｌｃｒ ｅ ｉ ｌ ｔｒｄ ｅ ｓ ｓｅ ｆ ｏ ｉ ｉ Ｋｅ ｒ ｓ： ｅ ｍａ ｅ ｔｍａ ｎ ｔｓ ｎｃ ｒ ｎ ｕ ｃ ｉ ｅ； ｘｍｕｍ ｏ ｑ ｅ ｐｅ ｍｐ ｒ ｙ ｗｏ ｄ ｐ ｒ ｎ ｎ ｇ ｅ ｙ ｈ ｏ ｏ ｓｍａ ｈ ｎ ｍａ ｉ ｔ ｒ ｕ ｒａ ｅ ｅ；ｓｉ ｉ ｇ ｍｏ ｅ ｖ ｒａ ｌ ｌｄ ｎ ｄ ａ ｉ ｂ ｅ
电动汽车用IPMSM直接转矩控制系统效率优化
电动汽车用IPMSM直接转矩控制系统效率优化邱鑫;黄文新;卜飞飞;杨建飞【摘要】为提升电动汽车续航里程,提出一种车用内置式永磁同步电动机(IPMSM)直接转矩控制系统的在线效率优化方法.首先分析IPMSM的铜损和铁损,并将控制器损耗归入铜损,以全面考虑IPMSM驱动系统的电磁损耗.同时推导了铜损和总电磁损耗随定子磁链变化规律,并在此基础上,得到一种适用于电动汽车频繁变速运行的分区式效率优化方法.该方法利用离散化思想,根据转速和转矩将电动机运行范围分为不同区间,并在各自区间内单独作寻优搜索.所述方法对寻优算法依赖性小,实验结果验证了该在线效率优化方法的有效性和可行性.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2015(030)022【总页数】7页(P42-48)【关键词】内置式永磁同步电动机;直接转矩控制;效率优化;电动汽车【作者】邱鑫;黄文新;卜飞飞;杨建飞【作者单位】南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京210016;南京师范大学江苏省三维打印装备与制造重点实验室南京 210042;南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京 210016;南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京 210016;南京师范大学江苏省三维打印装备与制造重点实验室南京 210042【正文语种】中文【中图分类】TM301.2近年来，虽然电动汽车相关技术得以迅速发展，但是其中电池的容量和体积重量等因素仍是阻碍电动汽车进一步推广的关键瓶颈。
因此，在电池容量有限的条件下，提升电动汽车驱动系统整体效率对于提高续航和节约能源均有重要意义［1-3］。
现有中小型电动汽车多采用内置式永磁同步电动机（Interior Permanent Magnet Synchronous Motor， IPMSM）［4-6］，虽然IPMSM自身具有高效率、高功率密度等优点，但在电动汽车应用场合，还需结合控制算法保证IPMSM 在复杂运行工况下高效率运行。
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双轮直驱电动汽车电子差速控制的研究
【摘要】多电机驱动电动汽车真正从电机驱动的特点出发,结构上摆脱了传统内燃机汽车的束缚,更充分地发挥了电驱动的优势。
多电机驱动是电动汽车全面产业化的核心技术,其应用可使电动汽车由传统汽车底盘基础上简单的能源更替,跨越到从结构到能源,从驱动性能
到操控性能全面的、革命性的提高。
电子差速技术(Electric Differential)通过多电机的协调控制,取代了传统汽车冗杂的机械
差速装置,是保证车辆精确转向,具有良好操控性的关键性技术。
本文以双轮毂电机前轮驱动电动汽车为研究对象,对双驱动电机的差速控制问题进行了深入研究。
论文的主要工作有以下内容：首先,根据电动汽车的驱动特点,采用异步轮毂电机直接转矩控制作为单机牵引控制策略,以异步电机状态方程为基础,对直接转矩控制系统进行了理
论分析,并针对车辆的各种驱动方式,对牵引性能进行了计算机仿真,仿真结果验证了控制方案的可行性,为进一步的差速研究奠定了基础。
其次,针对Ackermann差速模型在路面条件差,左右轮驱动电机负载不同,双轮驱动电机转速的动态误差累积形成差速偏差的问题,以
前馈和反馈控制理论为依托,构建了结构灵活的虚拟主从控制策略,
动态双向补偿左右轮电... 更多还原
【Abstract】 From the perspective of features of motor drive, Multi-motor-driven EV gets rid of shackles of the traditional internal combustion engine vehicles in terms of structure and
plays the advantages of electric drive fully. Multi-motor drive is the core technology of EV comprehensive industry, which changes the traditional energy alternation on the auto chassis to an overall and revolutionary improvement which is from structure to energy and from drivability to handling capability.Electronic differen... 更多还原
【关键词】电动汽车；直接转矩控制；电子差速；滑移率；滑模控制；
【Key words】Electric Vehicle；DTC；Electric Differential；Slip Ratio；Slip Mode Control；
【索购硕士论文全文】Q联系Q：138113721 139938848 即付即发目录
摘要5-7
Abstract 7-8
第一章绪论11-16
1.1 课题研究的目的和意义11-12
1.2 国内外研究现状12-15
1.3 本文的主要工作15-16
第二章基于多电机协同控制的电动汽车转向差速控制16-28
2.1 双轮独立驱动电动汽车16-18
2.1.1 双轮独立驱动电动汽车结构16-17
2.1.2 驱动电机选型及控制策略17-18
2.2 虚拟主从控制的电动汽车同步控制策略18-24
2.2.1 Ackermann转向差速模型18-21
2.2.2 虚拟主从控制原理21-22
2.2.3 控制系统参数的选择22-24
2.3 虚拟主从差速控制仿真分析24-27
2.4 本章小结27-28
第三章基于滑移率辨识的电动汽车转向差速控制28-49
3.1 电动汽车非线性数学模型28-30
3.2 电动汽车滑移率30-31
3.3 电动汽车整车性能仿真分析31-38
3.3.1 干沥青路面整车性能仿真32-36
3.3.2 沙土路面整车性能仿真36-38
3.4 最优滑移率的生成38-42
3.4.1 驱动力观测器39-40
3.4.2 路况条件估计器40-42
3.5 基于滑模的转矩分配控制42-43
3.6 仿真对比分析43-47
3.6.1 干沥青路面仿真对比分析43-46
3.6.2 沙土路面整车性能对比仿真分析46-47
3.7 本章小结47-49
第四章电动汽车电机驱动控制系统实验研究49-63
4.1 轮毂电机驱动系统硬件设计49-53
4.1.1 信号控制电路50
4.1.2 主功率驱动50-51
4.1.3 速度检测电路设计51-52
4.1.4 电流电压采样部分52-53
4.2 轮毂电机驱动系统软件设计53-56
4.2.1 软件的总体框架53-54
4.2.2 主要功能模块的实现54-56
4.3 轮毂电机驱动系统实验56-57
4.4 基于LabView的电动汽车运行状态监控系统57-62
4.4.1 电机驱动状态监控平台57-60
4.4.2 驾驶员操纵平台和转向差速模块的设计60-62
4.5 本章小结62-63
第五章结论63-64
参考文献。