四轮独立驱动电动汽车控制策略的研究
四轮独立驱动电动汽车整车控制策略仿真研究
四轮独立驱动电动汽车整车控制策略仿真研究
王灿
【期刊名称】《成都工业学院学报》
【年(卷),期】2024(27)1
【摘要】基于控制器局域网总线(CAN)对四轮独立驱动电动汽车整车控制策略进行优化。
控制策略采用了将比例积分微分(PID)与模糊算法融合的模糊比例积分微分控制算法,使用CAN总线进行整车控制,经模糊PID控制算法可获得车轮滑转率最优比及电机转动转矩,可有效实现驱动的防滑操作。
并基于Matlab软件建立的整车动力学模型进行政策控制策略的仿真,模糊PID控制算法控制仿真结果表明,调节电机信号输出后,及时进行信号反馈,可形成特定闭环控制系统,实现实际滑转率稳定在最优滑转率附近,并且稳定性高,控制较精准。
在模糊PID控制算法控制下,当转向角较小时,4个轮胎纵向力输出基本相等。
在转向工况下,两转向前轮,尤其是外侧转向轮,则会输出较大侧向力,在不转向工况下,两后轮输出具有较小的侧向力。
在转向工况下,仿真结果在可接受范围内,结果验证了控制策略的合理性。
【总页数】7页(P18-24)
【作者】王灿
【作者单位】泉州师范学院交通与航海学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.轮毂驱动电动汽车整车操纵稳定性仿真研究
2.基于模糊控制的后轮独立驱动纯电动汽车驱动控制策略研究
3.前后轴独立驱动的增程式电动汽车整车控制策略
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四轮独立驱动电动汽车的电子系统研究
四轮独立驱动电动汽车的电子系统研究一、概述随着科技的飞速发展和人们对环保出行的日益关注，电动汽车作为新能源汽车的代表，逐渐成为了未来汽车产业的发展趋势。
四轮独立驱动电动汽车，作为一种创新的电动汽车类型，以其独特的驱动方式和优秀的性能表现，受到了广泛的关注和研究。
四轮独立驱动电动汽车的核心在于其电子系统，该系统集成了先进的电机控制、能量管理、车辆稳定性控制等多项技术，为车辆提供了高效、稳定且安全的动力输出。
对四轮独立驱动电动汽车的电子系统进行深入研究，不仅有助于提升车辆的性能和品质，还能够推动电动汽车技术的进一步发展。
本文旨在全面探讨四轮独立驱动电动汽车的电子系统，包括其结构组成、工作原理、控制策略以及在实际应用中的表现等方面。
通过深入研究和分析，以期为解决当前电动汽车领域面临的挑战和问题提供有益的参考和启示。
同时，本文还将关注电子系统的创新点和发展趋势，为电动汽车产业的可持续发展贡献力量。
1. 四轮独立驱动电动汽车的发展背景及意义随着全球能源结构的转型和环境保护意识的日益增强，电动汽车作为新能源汽车的代表，正逐渐取代传统燃油汽车，成为汽车工业发展的主流趋势。
四轮独立驱动电动汽车以其独特的驱动方式和优越的性能，成为了当前研究的热点。
四轮独立驱动电动汽车，即每个车轮都配备独立的驱动电机，通过电子控制系统实现对各车轮的精确控制。
这种驱动方式不仅简化了汽车的传动系统，提高了传动效率，而且能够实时调整各车轮的驱动力和制动力，从而优化车辆的操控性能和行驶稳定性。
从发展背景来看，四轮独立驱动电动汽车的兴起，既是汽车工业技术进步的必然结果，也是应对能源危机和环境污染挑战的重要举措。
随着电池技术的不断进步和电机控制技术的日益成熟，四轮独立驱动电动汽车的续航里程和性能得到了显著提升，使得其商业化应用成为可能。
从意义上看，四轮独立驱动电动汽车的研究和推广，对于推动汽车工业的绿色发展和可持续发展具有重要意义。
它能够有效降低汽车对石油资源的依赖，减少尾气排放，从而缓解能源危机和环境污染问题。
四轮独驱电动汽车操纵稳定性控制策略进展概述
四轮独驱电动汽车操纵稳定性控制策略进展概述作者：文/ 郑萌来源：《时代汽车》 2020年第21期郑萌中国汽车工程研究院股份有限公司重庆市 401120摘要：本文主要针对四轮独驱电动汽车操纵稳定性控制策略的研究进展进行综述，综述内容主要分为两个部分，第一部分是操纵稳定性的简要介绍，第二部分是控制理论及其研究进展，其中包含了目前已得出的研究成果，第三部分是汽车操纵稳定性与其他性能的协同控制策略研究进展。
本文通过综述的方式对研究进展进行简要的概述，希望能对相关研究人员提供参考帮助。
关键词：四轮独驱电动汽车操纵稳定性Overview of the Development of Control Strategies for Handling and Stability of Four-wheel Single-Drive Electric VehiclesZheng MengAbstract：This article mainly summarizes the research progress of the control strategy for the handling and stability of four-wheel single-drive electric vehicles. The review is mainly divided into two parts. The first part is a brief introduction to the handling stability, and the second part is the control theory and its research. Progress includes the research results that have been obtained so far. The third part is the research progress of collaborative control strategiesfor vehicle handling stability and other performance. This article provides a brief overview of the research progress by means of a review, hoping to provide reference for relevant researchers.Key words：four-wheel single-drive, electric vehicle, handling stability因全球变暖的背景原因，我国也开展了有关新能源汽车的研究，目前针对新能源汽车的研究已经取得了相对较为显著的成果，主要体现在电动汽车方面，电动汽车作为全新科技产物不仅代表了新能源汽车的发展进步，同时因电动汽车当中也具备着多种驱动方式能够进行精准有效的控制，比如4WID-EV的类型就简化了原本的传动结构，归类为过驱动系统，以此来确保4WID-EV型号电动汽车的四轮独驱拥有良好的机动性和操作稳定性。
基于CarSim和Matlab四轮独立驱动轮毂电机电动汽车驱动控制系统的研究
基于CarSim和Matlab四轮独立驱动轮毂电机电动汽车驱动控制系统的研究作者：梅鸣来源：《山东工业技术》2016年第21期摘要：针对四轮独立驱动轮毂电机电动汽车驱动控制系统进行了建模与仿真，在传统PID 的基础上引入SOA智能优化算法，最后验证了所建立的CarSim和Matlab车辆模型的合理性。
关键词：电动汽车；驱动控制系统；车辆模型；SOA智能优化算法DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.21.1630 引言近年来，绿色环保与可持续发展成为日益重要的发展理念。
本文研究的轮毂电机驱动电动汽车在现有商用化电动汽车的基础上省略了减速器、差速器和传动轴等机械零部件部件，直接由整车控制器发出控制信号直接控制车轮，这样节省车内空间，更容易实现电动车的微型化、轻量化[1-2]。
本文将CarSim中的内燃机模型和传动系统模型，修改为毂电机模型，在Matlab/Simulink中搭建电机模型和控制系统模块，在联合CarSim进行联合仿真。
1 四轮轮毂电机电动汽车建模在Matlab/Simulink中搭建轮毂电机模型，去掉CarSim中的传统内燃机汽车模型，通过Matlab/Simulink和CarSim联合仿真，搭建出四轮独立驱动轮毂电机电动汽车整车模型。
1.1 轮毂电机建模轮毂电机无刷直流电机，其主要由电机本体、霍尔位置传感器和电子逆变器构成。
无刷直流电机数学模型形式可表示为：其中ea，eb，ec分别表示定子a，b，c三相生成的梯形反电动势。
电磁转矩方程为：式中：Te为电磁转矩；w为电机角速度；Tl为负载转矩；J为转动惯量；B为黏滞摩擦系数；ua，ub，uc为绕组电压，ia， ib，ic为相电流；ea，eb，ec为相反电势；L为相绕组自感系数；M为相绕组互感系数。
式（1）、式（2）和式（3）共同构成了无刷直流电机的微分方程数学模型。
采用基于SOA的PID控制算法来控制轮毂电机，1.2 整车模型搭建打开CarSim 8.02 软件，选择B-Class， Hatchback选项作为基准车辆，将CarSim中原有的内燃机模型改为 4-wheel drive（四轮驱动），其内容定义为选择No dataset select方式，同时将四轮驱动转矩设置为车辆模型的输入量变量。
四轮独驱电动汽车操纵稳定性控制策略进展概述
0引言随着全球变暖以及石油资源短缺，新能源汽车的呼声日益提升，越来越多的专家学者致力于新能源汽车的研究之中。
电动汽车作为新能源汽车中较为突出的一种，发展势头尤为迅猛。
电动汽车有多种驱动方式，其中4WID-EV 因其各轮均独立，驱动力在理论上可以得到精准地控制，从而将其视为研究对象的人也是最多。
四轮独驱简化了传动结构，是一个过驱动系统，为了保证4WID-EV在具有极佳机动性的情况下同时具有优异的操纵稳定性，需要对其控制策略深入研究。
目前，基于传统车辆操纵稳定性的控制策略有滑模控制、线控转向控制、直接横摆矩控制、差动助力转向控制、电子控制等，这些控制策略也在实车中进行过验证并表明控制效果很好。
但针对4WID-EV来说，其车辆布置结构已发生巨大变化，大部分控制策略效果表现不佳，故此，大量专家学者正致力于开发一些新的控制策略。
1操纵稳定性操纵稳定性是车辆中一种极为重要的性能，操纵稳定性的好坏直接与驾驶安全相关联。
操纵稳定性包括稳定性和操纵性，常用的评价内容有轮胎侧偏特性、转向特性等。
在试验方面，为测试其操纵稳定性性能状况，需对车辆进行线性、非线性和转向盘中间位置操纵稳定性三方面进行测试[1]。
2控制理论及其研究状况4WID-EV作为一种分布式驱动电动汽车，极大地简化传动系统，同时能效方面也十分突出。
目前，越来越多的专家学者致力于4WID-EV控制策略的研究研究当中，其控制策略也在逐步快速更新，控制效果正在不断优化。
2.1直接横摆力矩控制（DYC）DYC是通过对每个车轮的转矩进行合理控制，从而达到车辆稳定行驶的需求，DYC自从20世纪90年代被提出以来，因其控制方式简单、精度高、响应快等诸多优点，已在电动汽车控制领域得到广泛应用[1]。
DYC主要包括车辆状态参数估计、决策需求横摆力矩和横摆力矩分配问题[2]。
目前，大量专家学者在这方面做了巨大贡献。
史培龙[2]等人基于PID和模糊逻辑控制（FLC）设计了一个DYC控制器，并针对FSAE纯电动赛车进行双移线工况的实车试验。
线控四轮独立驱动轮毂电机电动汽车稳定性与节能控制研究
线控四轮独立驱动轮毂电机电动汽车稳定性与节能控制研究一、本文概述随着环保意识的日益增强和新能源汽车技术的迅速发展，电动汽车（EV）在全球范围内正逐步成为新的交通出行选择。
特别是线控四轮独立驱动轮毂电机电动汽车（以下简称轮毂电机电动汽车），其独特的驱动方式和控制策略使得车辆性能优化成为可能。
然而，这类电动汽车在稳定性和节能性方面仍面临诸多挑战。
因此，本文旨在深入研究轮毂电机电动汽车的稳定性和节能控制策略，以提高其运行性能并降低能耗。
本文将首先概述轮毂电机电动汽车的基本原理和特性，包括其驱动方式、控制系统以及与传统电动汽车的差异。
随后，将重点分析轮毂电机电动汽车在稳定性方面面临的挑战，如侧倾、横摆等动态特性问题，以及如何通过先进的控制算法和车辆动力学模型来提高稳定性。
本文还将探讨节能控制策略，包括能量管理、优化驱动和回收制动等方面，以实现更高的能源利用效率和更长的续航里程。
通过本文的研究，我们期望能够为轮毂电机电动汽车的稳定性和节能控制提供有效的理论支持和实践指导，推动电动汽车技术的进一步发展，并为未来的绿色出行贡献力量。
二、线控四轮独立驱动轮毂电机电动汽车概述随着电动汽车技术的不断发展和创新，线控四轮独立驱动轮毂电机电动汽车（Independent Wheel Drive In-Wheel Motor Electric Vehicle, IWD-IWM EV）作为一种新型的电动汽车形式，逐渐展现出其独特的优势和巨大的发展潜力。
这种电动汽车采用轮毂电机直接驱动车轮，取消了传统的传动轴和差速器，实现了车辆的独立四轮驱动。
线控四轮独立驱动轮毂电机电动汽车的核心特点在于其高度集成化和模块化的设计。
每个车轮都配备有独立的轮毂电机，这些电机通过先进的电子控制系统进行精确控制，能够实现车辆在各种路况下的高效、稳定行驶。
由于取消了传统的机械传动系统，这种电动汽车的结构更为紧凑，重量更轻，从而提高了整车的能效和动力性能。
基于CVT的四轮驱动混合动力汽车传动控制策略研究的开题报告
基于CVT的四轮驱动混合动力汽车传动控制策略研
究的开题报告
一、研究背景和意义
随着全球气候变化的加剧和环保意识的增强，传统燃油车逐渐向混
合动力及电动化发展，成为了未来发展方向之一。
而四轮驱动系统有助
于提高汽车的行驶稳定性和通过能力，更是当今市场的热门趋势。
因此，研究基于CVT的四轮驱动混合动力汽车传动控制策略，有助于提高混合
动力汽车的整体性能和效率，满足未来市场的需求，同时符合环保要求。
二、研究内容和方法
本研究旨在针对基于CVT的四轮驱动混合动力汽车传动控制策略进
行系统分析和优化，主要研究内容包括以下方面：
1. 建立基于CVT的四轮驱动混合动力汽车传动控制模型；
2. 设计传动控制策略，包括节能、提升动力性能和行驶稳定性的策略；
3. 优化传动控制参数，提高汽车的整体性能和效率；
4. 进行仿真实验，验证传动控制策略的可行性和有效性。
三、研究预期结果
本研究主要预期结果包括以下几个方面：
1. 建立基于CVT的四轮驱动混合动力汽车传动控制模型，提高汽车性能和效率；
2. 设计出行之有效的传动控制策略，提升汽车的节能和动力性能；
3. 通过优化传动控制参数，提高汽车的整体性能和效率；
4. 通过仿真实验，验证传动控制策略的可行性和有效性。
四、研究意义
本研究有助于提高基于CVT的四轮驱动混合动力汽车的整体性能和效率，符合未来市场的需求和环保要求，有较高的实用性和推广价值。
同时，本研究也可以为混合动力汽车传动控制的研究提供新的思路和方法，具有一定的学术价值。
四轮独立驱动电动汽车最小转弯能耗转矩优化控制研究
四轮独立驱动电动汽车最小转弯能耗转矩优化控制研究与传统内燃机驱动的车辆相比,新能源和混合动力汽车以其低能耗和低污染,成为目前汽车领域的一个重要研究方向。
在新能源汽车的众多构型中,各个车轮分别由电机驱动的四轮独立驱动电动汽车,由于其空间布置灵活,转矩解耦,以及驱动模式多样化而日益受到学者们的关注。
四轮独立驱动电动汽车的一个关键控制技术,就是各个车轮的转矩优化控制,而目前大多数的研究都停留在利用转矩差所产生的直接横摆力矩来提高车辆的侧向稳定性,从而提高车辆的操纵稳定性。
本文主要着眼于转矩优化控制对车辆弯道工况的能耗影响,旨在利用转矩定向分配控制策略实现车辆弯道工况的最小转弯能耗的需求,有效的提高整车经济性。
本文首先利用MATLAB/Simulink仿真软件,搭建了四轮独立驱动电动汽车车辆动力学模型、轮毂电机模型和驾驶员模型等,并利用现有商用软件CarSim对模型的准确度进行了验证,为后文的理论分析及仿真试验提供了可靠的仿真平台。
为了从原理上说明车辆转弯的受力机理,本文利用三自由度车辆动力学模型进行了建立了车辆的运动微分方程,基于转弯降速现象,说明了转弯阻力的产生机理和影响因素,同时提出了通过转矩定向分配控制技术来抑制转弯阻力的控制方法。
本文通过仿真分析,验证了转弯阻力的存在以及其对车辆动力性和能耗的影响。
通过研究发现车速和前轮转角是对转弯阻力影响最大的两个因素。
通过仿真验证,可以清楚的说明采用转矩定向分配控制技术,主动的调节车辆内外侧车轮的驱动转矩,在不改变车辆的行驶状态的同时,可以有效的降低车辆的转弯阻力,从而降低车辆驱动的需求功率,实现节能控制。
本文还对比了车辆不同驱动模式下的能耗情况,明确了车辆转弯工况下的前轮模式受到的转弯阻力小。
本文还通过仿真验证,证明了转矩定向分配控制技术可以改变车辆的转弯特性,有效的改善车辆的转向不足特性,提高车辆的转弯机动性。
为了确定弯道工况以经济性为目标的转矩轴间分配系数k,前轴内外侧车轮转矩分配系数k_f和后轴内外侧车轮转矩分配系数k_r,本文采用遗传粒子群混合优化算法,综合考虑弯道工况经济性和稳定性的影响,构建了最小转弯能耗的转矩优化控制策略,对转矩分配系数进行离线优化,制定出了基于车辆动力学模型的最小转弯能耗转矩分配系数表,同时本文确定出了不同弯道工况的转矩优化控制的最佳节能贡献度。