四轮驱动电动小车的控制系统设计
四轮驱动电动汽车电子差速转向控制系统硬件电路设计
针对后期改变电梯斩厢重量对安全产生的影响作以下分析 ： 在符合原设计安金参数范圈内． 改变轿厢 自Ｉ。 电梯的对重侧的对重重量需要通过轿厢侧的重量来确定， 同时电梯的部分 安全部件都有一个所能承受的质量范围要求。 根据实际情况， 通过制造厂家或 持有相关资质的技术单位对电梯轿厢进行改变， 如增加空调 ， 石地板等内容， 从 而导 致轿厢 重量 的改 变 ， 必须 同时符 合 电梯的相 关安 全设计 范 围内 ， 对重 侧 的 重量 在轿 厢 自重确 定 后 ， 根据 Ｇ Ｂ ／ Ｔ１ ０ ０ ５ ８ — ２ ０ ０ ９ （ （ 电梯 技术 条件 》 和Ｇ Ｂ ７ ５ ８ ８ － ２ ０ ０ ３ 中规定对重重量 由轿厢自重和额定载重量、 平衡系数所确定。 因此在符合 所涉 及到 的原设 计参 数的 安全范 围 内 ， 对 轿厢重 量进行 改 变 ， 才能保 证 电梯制
一
．
电梯的质量范围和速度， 因此改变轿厢重量也将导致其起不到保护作用 。 ③轿厢重量的改变对电梯主要动力部件和传动部件的影响： 轿厢侧重量增 加改变过大， 对重侧未进行平衡增加相应重量， 将会使电梯曳引机符合增加， 曳
０ 引言 现代化 的 交通 工具 之一— — 电梯 ， 成 为现 代化 人们 生活 中重要 的代步 工
具， 因此市 场对 电梯 的需 求越来越 大 ， 电梯的 安全性要 求越来 越高 。 电梯轿 厢作 为 电梯的 必不 可少 的部件 之一 ， 是 电梯运 行使用 过程 中 的唯一承 载主 体 ， 是 电 梯得 以体 现其 价值 的实体 ， 轿 厢的重 量便 成为 电梯设 计生 产 中重 要 因素 。 电梯 轿厢 的重量将 直接影 响 电梯 的运行使 用 ， 轿 厢重量 的变化对 电梯 的安全性 有着 至关 重要 的影 响 。 轿厢 重量 包含 轿厢 自重和 载重 重量两 个方 面 ， 轿厢 自重包含 了轿 厢箱体 ， 轿门门扇， 轿门开门装置 ， 及轿厢上的其他附件（ 如反绳轮、 导靴、 轿顶横梁等 ） 这些 的质量 总 和 ， 载重重 量是 指 电梯 使用 过程 中轿厢 所承 载 的重 量 ， 其所 承 载 的最 大重量不 能超过 电梯 的额定载重 量。 电梯的轿 厢 自重是 根据 不同的轿 厢选 配和 装设 来确 定的 ， 但必 须符 合该 台 电梯 所涉 及到 的有 关安 全参 数范 围 内， 而 额定 载重量是 根据 电梯 的规 格型号 的制造设计 所 固定 的一个 载重能力 ， 是 不可 改变 的参 数 。 电梯在制造出厂并安装后 ， 其型号规格是固定不可改变的， 即额定载重量 是固定的电梯参数， 但由于市场需求的多样性 ， 轿箱的重量会根据购买者或使 用者的实际要求而改变， 这种情况下就会导致电梯相关参数 出现变化 ， 这就必 定涉 及到 电梯 运行 使用 安全性 的问题
新能源汽车驱动系统的设计与控制
新能源汽车驱动系统的设计与控制随着人们对环境保护意识的不断加强，新能源汽车的市场需求不断增长，成为一个全新的发展领域。
新能源汽车的驱动系统是实现车辆动力输出和运行控制的核心部件，一定程度上决定着车辆的性能和车主的使用体验。
本文将围绕新能源汽车的驱动系统进行探究，明确系统的设计与控制方法。
一、新能源汽车驱动系统概述新能源汽车的驱动系统相比传统化石燃料汽车有很大不同，其动力来源多为电池，通过电机传递力量来驱动车辆。
然而，一般来讲，新能源汽车的驱动系统主要包括马达、电池、变速器和控制系统。
1、电驱马达电驱马达是新能源汽车驱动系统的核心部件，其功率大小直接影响着汽车的动力和续航能力。
通常，电驱马达按转子结构可以分为内转子和外转子型；按磁场型式又可分为永磁同步电机、感应电机、永磁直线电机以及开关磁阻电机等，具体型号要根据车辆的性能和用途来定。
2、电池电池是新能源汽车驱动系统的重要部分，其能量密度高、无污染、寿命长以及续航能力强，但也存在着储能方面的限制。
常见的电池有锂离子电池、钛酸锂电池、铅酸电池和超级电容器等，经过比较锂离子电池因能量和安全性因素表现更为突出。
3、变速器变速器是控制驱动力和车速的重要部分。
由于电驱动马达具有较宽的转速范围，采用传统的机械式变速器不再适用。
所以，新能源汽车采用的多是单速和多档位的电子变速箱，被称为电机控制系统和电机变速装置。
其中电子变速箱带有不断变速的转速系统，能够有效提高电机转速控制精度和响应速度。
根据传动形式，变速器又可分为同步齿轮电动车自动变速器、真空强度电子自动变速器等。
4、控制系统控制系统是新能源汽车驱动系统的关键部分，它支持不同器件之间的联动协作，通过驱动力系统的各个模块使驱动力的分配合理，使车辆的操作更加便捷。
其中，控制器就是实现各个模块协同工作的核心，由软件程序和控制模块组成。
大致包括：电池管理系统、电机控制单元、电子控制器和通讯总线等。
二、新能源汽车驱动系统设计要素新能源汽车驱动系统的设计要素与传统燃油汽车有很大不同，在此介绍其与设计要点。
微型四轮电动代步车的设计
微型四轮电动代步车的设计在现代社会中，城市交通越来越拥堵，尤其是在繁忙的上下班时间，为了解决这一问题，越来越多的人开始寻找替代传统交通方式的方式。
微型四轮电动代步车因其小巧灵活、环保节能的特点，成为了许多人的首选。
本文将从外观设计、动力系统、悬挂系统、智能控制系统等方面来设计一款微型四轮电动代步车。
一、外观设计：微型四轮电动代步车的外观设计应该简洁大方，符合都市年轻人的审美观。
整车应该采用封闭式设计，车身线条流畅，造型时尚。
车身应该采用轻量化材料，以达到减轻车身重量，提高续航能力的目的。
另外，车身的颜色应该多样化，以满足不同年龄段、不同性别消费者的需求。
二、动力系统：微型四轮电动代步车的动力系统应该是电动驱动系统。
电动驱动系统具有零排放、低噪音等优点，非常环保。
电动驱动系统还应该采用高效能的电机，提高车辆的加速性能和续航能力。
电池方面，可以采用可充电的锂电池，以提供更大的续航里程。
另外，为了提高整车的安全性能，动力系统还应该配备防抱死刹车系统和电子稳定系统等。
三、悬挂系统：四、智能控制系统：微型四轮电动代步车的控制系统应该是智能化的，方便驾驶者的操作和使用。
智能控制系统应该包括车速调节、行车记录仪、导航系统等。
另外，为了提高车辆的安全性能，智能控制系统还应该配备防抱死刹车系统、紧急刹车辅助系统等安全辅助功能。
综上所述，设计一款微型四轮电动代步车需要从外观设计、动力系统、悬挂系统、智能控制系统等方面来考虑。
只有在这些方面都达到了相应的要求，才能够生产一款符合市场需求的微型四轮电动代步车。
电动汽车驱动电机控制系统设计研究
电动汽车驱动电机控制系统设计研究随着环境问题日益凸显和能源紧缺问题的日益加剧，电动汽车作为一种清洁、高效的交通工具，越来越多地引起人们的关注。
而电动汽车驱动电机控制系统作为电动汽车的核心组成部分之一，对车辆性能和性价比具有重要影响。
因此，本文旨在探讨电动汽车驱动电机控制系统设计方面的研究。
首先，电动汽车驱动电机控制系统设计需要考虑的一个关键因素是电机类型选择。
目前市场上常见的电动汽车驱动电机类型主要包括直流电机和交流电机。
直流电机控制系统相对较为简单，适用于小型电动汽车，但受限于电机的转子传感器布置，存在一定的机械磨损和噪音问题。
而交流电机控制系统则具备无刷、高效、大扭矩和高速等优点，适用于各类车型，但其控制系统相对复杂。
因此，设计者需要根据实际应用需求和成本因素，综合考虑选择适合的电机类型。
其次，电动汽车驱动电机控制系统设计需要确定电机控制策略。
电机控制策略涉及到电机启动、加速、切换和制动等多个方面。
对于直流电机，常见的控制策略包括电流控制、速度控制和位置控制。
而对于交流电机，常见的控制策略包括矢量控制、直接转矩控制和模型预测控制等。
不同的控制策略会对电机的性能指标、能效和稳定性产生不同的影响。
因此，在设计过程中，需要根据车辆的实际需求和控制系统的复杂性，选择合适的电机控制策略。
此外，电动汽车驱动电机控制系统设计还需要考虑电源系统和辅助设备的优化。
电源系统包括电池组、变换器和控制器等，对电池管理、能量转换和电流调节等方面进行优化，以提高能量利用率和稳定性。
辅助设备包括冷却系统、故障检测和故障诊断系统等，对电动汽车各个部件的状态进行实时监控和检测，以保障车辆运行的安全性和可靠性。
最后，电动汽车驱动电机控制系统设计需要考虑与车辆网络系统的集成。
如今，智能网联化已经成为车辆发展的重要趋势，电动汽车驱动电机控制系统需要与车载通信系统相互配合，实现车辆信息交互和远程控制等功能。
同时，电动汽车驱动电机控制系统还需要与车辆安全系统和驾驶员辅助系统实现紧密合作，提供更高的驾驶安全性和乘坐舒适性。
低附着条件下四轮驱动电动汽车动力学控制
实车数据显示,TVC开启后,可以明显提高DLC与蛇行试验的通过 速度,同时质心侧偏角和车轮负荷率明显减小,车辆更加稳定;同 时,附加横摆力矩的存在也使得试验过程中驾驶员使用的方向盘 角度大大减小,减少了驾驶员的转向负担。在方向盘转角放大梯 形试验中,TVC开启后明显提高了车辆稳定性,减少失稳情况的发 生。
本文的具体研究内容如下:首先,本文分析了轮毂电机的特点与 优势,然后对福特、奔驰等整车厂的轮毂电机改装车进行了探讨, 概述了轮毂电机汽车动力学控制研究现状。接下来,本文对某紧 凑型轿车进行改装与调试,对整车通信网络和车载用电设备进行 硬件和软件检测,搭建轮毂电机纯电动改装车辆基本行驶策略, 改装完成后轮毂驱动纯电动汽车百公里加速工况时间为7.96s, 为本文的算法提供了实车测试平台。
其次,对车辆在低附着路面车辆动力学机理进行了研究。针对低 附着路面情况,本文根据车辆车轮滑转状况的不同将驱动防滑系 统分为四种控制模式,建立了逻辑门限控制的四轮轮毂驱动纯电 动汽车的驱动防滑策略。
通过二自由度车辆模型得到车辆横摆角速度的响应过程,并将横 摆角速度瞬态响应看作二阶系统,通过调节二阶系统的固有频率 和阻尼比来设计理想横摆角速度。使用理想横摆角速度与实际 横摆角速度误差进行PI控制,决策出整车横摆力矩。
低附着条件下四轮驱动电动汽车动力 学控制
伴随着2018年下半年国内经济的普遍下行,国内乘用车销量出现 了28年以来的首次下滑,然而新能源乘用车销量却实现了逆势上 涨。再加上政府在纯电动汽车领域一轮轮的补贴政策,使得自主 品牌和合资车企都加快了纯电动汽车的研发与量产。
跟传统汽车相比,轮毂电机电动汽车将驱动电机安装在四个轮毂 中,有着四个车轮力矩独立可控的特点,有利于车辆动力学的分 析与验证。本文以四轮轮毂驱动纯电动汽车为研究对象,搭建了 四轮轮毂驱动改装车平台,进行低附着条件下纵向力力矩矢量控 制(TVC)的仿真研究与实车测试。
电动汽车控制系统设计研究
电动汽车控制系统设计研究随着环境保护意识的不断提高和电动汽车技术的不断成熟，电动汽车市场越来越受到关注。
而电动汽车的核心——控制系统，也显得尤为重要。
本文旨在从控制系统设计的角度对电动汽车进行研究，探讨其原理和应用。
一、控制系统的原理电动汽车控制系统主要包括电机控制系统、电池管理系统和电子控制单元（ECU）。
其中，电机控制系统负责驱动汽车前进，控制电动汽车的速度和加速度；电池管理系统用于管理电池的充放电状态，保证电池的安全和耐用，同时提高电池的使用效率；电子控制单元（ECU）相当于电动汽车的“大脑”，对整个车辆系统进行控制和监测，从而达到优化能量利用、提高行驶稳定性和降低排放等效果。
控制系统的核心是电机控制系统，电机控制系统一般由三部分组成：传感器、控制器和执行器。
其中，传感器主要用于测量电机的转速、转矩和位置等参数；控制器负责分析传感器传回的信号，并根据其结果进行控制；执行器则将控制器的信号转化为驱动电机的动作。
二、控制系统的应用电动汽车控制系统的应用范围广泛，除了驾驶员可以通过仪表盘来监控车辆信息之外，还可以通过手机App等方式进行远程控制，例如调整车辆的充电状态、定位车辆位置等。
同时，电动汽车控制系统还能够实现自动驾驶功能。
随着人工智能、深度学习和计算机视觉等技术的不断发展，自动驾驶已经成为了汽车电子技术的一个重要研究方向。
目前，各大汽车厂商和科技公司纷纷研究自动驾驶技术，通过控制系统的优化，提高汽车的自动化水平和安全性能。
三、控制系统的优化为了提高电动汽车的性能和安全性，控制系统必须不断进行优化。
一方面，优化控制算法，提高电动汽车的驾驶性能和舒适性；另一方面，优化电池管理系统，从而提高电池的使用效率，延长电池的寿命。
此外，控制系统还可以采用人工智能等技术，根据驾驶员的驾驶习惯和路况等因素进行自适应控制，以达到更好的能源利用和行驶稳定性。
四、未来展望未来，随着电动汽车市场的不断扩大和控制系统技术的不断更新，电动汽车控制系统将呈现出更加高效、智能化和安全的趋势。
新能源汽车电动驱动控制系统设计与实现
新能源汽车电动驱动控制系统设计与实现一、简介随着环境污染和能源危机的加剧，新能源汽车作为一种绿色、环保的交通工具逐渐引起了人们的关注。
其中，电动汽车因其零排放、低噪音、低能耗等优点成为发展方向。
而电动驱动控制系统作为电动汽车的重要组成部分，对于提高电动汽车的性能、稳定性和可靠性起到了至关重要的作用。
本文就电动驱动控制系统的设计与实现进行详细的讲解。
二、电动驱动控制系统的基本概念电动驱动控制系统通常由电机、电控器、电池组、控制器和传感器等组成。
其中，电机是电动汽车的核心设备，是将电能转化为机械能的装置；电控器是控制电机运转的主要设备，它控制电机的各种参数，实现电机的启动和停止、调速等功能。
电池组则是提供电能的设备，控制器则负责对电机控制器进行控制。
传感器则是对电控系统进行反馈的设备，能够实时监测电动汽车各种参数。
三、电动驱动控制系统设计的要点1. 电机与电控器的匹配电动汽车的电机与电控器之间需要进行匹配，以满足电动汽车的动力要求。
电机与电控器的匹配需要考虑多方面因素，如电机的功率、转矩、轴承载荷等。
所以对于电机与电控器的匹配需要严格按照规定进行。
2. 电动汽车控制策略控制策略是电动汽车电控系统的核心，它涉及到电池组电路的设计、电机控制方式和转速控制等。
因此，电动汽车控制策略的选择应该根据具体的车辆性能和实际驾驶需要，以达到最佳的控制效果。
3. 电池管理系统电池管理系统是电动汽车电控系统中的重要组成部分，它对电池充电和放电进行控制与管理，保证电池的正确使用和延长电池寿命。
所以电池管理系统的设计需要考虑多个方面因素，如环境温度、电池组质量、充电电流、放电电流和循环使用次数等。
4. 车辆传感器的设计传感器是电动汽车电控系统中一个极为重要的组成部分，它能够实时测量车辆各种参数的数据并反馈给控制器，从而实现对电动汽车动态和静态数据的掌控。
因此，传感器的设计需要具备高精度、高可靠性和防抖动等特点，同时需要根据不同的车型和使用场景进行个性化设计。
四轮轮式驱动电动汽车电气系统设计
四轮轮式驱动电动汽车电气系统设计作者：张莉来源：《微型电脑应用》2019年第03期摘要：在行驶过程中电动汽车需协调控制四个轮毂电机，行驶工况受到电机输出功率的影响较大。
在对电动汽车的驱动电机及其动力学分析的基础上，完成了车辆行驶动力学方程的构建。
据此获取主电路的负载电流及电压同电机功率、转速、车速间的匹配关系，并完成系统动力回路中关键元器件的电气参数的计算。
在此基础上完成了四轮轮式驱动电动汽车的电气系统的设计。
关键词：四轮驱动; 纯电动汽车车; 电气系统中图分类号：U469.72文献标志码：AAbstract：Electric vehicles need to coordinate the control of four hub motors in the course of driving， and the driving conditions are greatly affected by the output powers of the motors. Based on analysis of the driving motors and dynamics of the electric vehicle， the vehicle driving dynamical equation is constructed， and the load current and voltage of the main circuit are obtained. The matching relationship with the motor power， speed and vehicle speed， and the calculation of the electrical parameters of the key components in the power circuit of the system are completed. On this basis， the electrical system design of the four-wheel driving electric vehicle is completed.Key words：Four-wheel driving; Pure electric vehicles; Electrical system0 引言四輪轮式驱动电动汽车具备整车结构简单，传动高效等优势，且各车轮差速转向通过微机实时控制即可实现，因此在电动汽车发展中已成为重要的研究方向，其中安全可靠的电气系统设计至关重要，电动汽车的能源供给与传输需由电气系统负责完成，电气系统是实现电动汽车安全稳定行驶的前提，在电气系统中，动力回路的主要特点便是高电压大电流，正常工作时动力回路的电流可至数十（甚至上百）安培，其瞬间放电的电流甚至会成倍增加，而整车控制系统回路等要求电源具有高稳定性，因此在对整车电气系统进行设计和规划时，需满足电动车辆的驱动要求，并且能够保障车辆及车内人员在运行过程中的安全[1]。
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盔啜■圈豳ｌ Ａｃａｄｅｍｉｃ．Ｐａｐｅｒｓ 四轮驱动电动小车的控制系统设计 Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ａ Ｆｏｕｒ－ｗｈｅｅｌｅｄ Ｄｒｉｖｅｎ Ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ ＭＯｔ０ｒ—ｄｒｉｖｅｎ Ｃａｒｒｉｅｒ
邢 洁 周爱国 （同济大学机械工程学院，上 海２０００９２）
摘要：设计了一个四轮驱动、前轮转向的电动小车的单片机控制系统，实现了四轮轮毂电机速度的闭环控制。 分析电动小车运动学模型，制定出电动小车四轮的控制算法，实现电动小车的差速转向。运用Ｍａｔｌａｂ软件进行仿真， 并在样机上进行试验，通过大量的试验和仿真的数据及图形，验证了小车运行的稳定性。 关键词：四轮驱动 电动小车 单片机控制 轮毂电机
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｅｓｉｇｎ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ａ ｆｏｕｒ—ｗｈｅｅｌｅｄ ｄｒｉｖｅｎ．ｆｒｏｎｔ—ｗｈｅｅｌ ｓｔｅｅｒｉｎｇ Ｍｏｔｏｒ—ｄｒｉｖｅｎ ｃａｒｒｉｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ ａ ｓｉｎｇｌｅ—ｃｈｉｐ，ａｃｈｉｅｖｅ ｆｏｕｒ ＢＬＤＣ ｉｎ－ｗｈｅｅｌ Ｍｏｔｏｒｓ’ｓｐｅｅｄ ｃｌｏｓｅｄ－ｌｏｏｐ ｃｏｎｔｒｏ１．Ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｒｒｉｅｒ ａｎｄ ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｕｒ ｍｏｔｏｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｒｒｉｅｒ ａｃｃｏｒｄｉｎｇｌｙ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｒｒｉｅｒ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｃａｒｒｙ ｏｕｔ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈ Ｍａｔｌａｂ ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｎｄ ｄｏ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｏｎ Ｍｏｔｏｒ—ｄｒｉｖｅｎ ｃａｒｒｉｅｒ．ｄａｔｅｓ ａｎｄ ｄｉａｇｒａｍｓ ｆｒｏｍ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ ｖｅｒｉｆｙ ｒｕｎｎｉｎｇ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｒｒｉｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｆｏｕｒ—ｗｈｅｅｌｅｄ ｄｒｉｖｅｎ ｍｏｔｏｒ—ｄｒｉｖｅｎ ｃａｒｒｉｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａ１ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓ ｍｏｄｅｌ
Ｏ引 言 电动汽车是新能源汽车的重要发展方向之一，而轮毂电机 作为驱动源的四轮电动汽车是电动汽车的一个最为简单可行 的实施方案。 本文参照电动汽车的设计，在简化机械结构和控制系统的 基础上设计了一个四轮驱动、前轮转向的电动小车，可实现调 速行驶并差速转向 １电动小车的组成 本电动小车的组成主要有两大部分：机械本体和控制系统。 机械本体（见图１）尺寸为９００ ｍｉｌｌ ｘ ８００ ｍｍ×６００ ｍｍ．包 括无缝空心钢管焊接的车架，后轮固定．前轮梯形结构转向的 转向结构和４个同时作为车轮的轮毂电机。参照汽车的设计， 小车上还应剧了悬架结构，前轮为独立双悬架结构，后轮为非 独立单悬架结构，布置在轴中间。 电动小车控制系统的主要构件为控制芯片单片机英飞凌 ＸＣ１６４ＣＳ和形 Ｃ滤波电路，４个轮毂电机独立驱动。电机控制 系统框图见图２
作者简介：邢 洁 硕士。研究方向为机械电子。 ８６机电一体化 誓
图１电动小车机械本体 图２控制系统原理框图
维普资讯 http://www.cqvip.com ２电动小车的运动学建模ｔ２１ 参照Ａｃｋｅｒｍａｎ转向梯形结构，可以建立模型见图３。
图３运动学转向模型 前轮转向的电动小车，后轮固定。为了避免转向时后轮的 滑动（包括侧滑、纵向滑移和滑转）转动中心与两后轮的中心轴 线在一条直线上，见图３。经分析，需要满足以下条件： １）前轮转角关系
ｃｏｔａｌ—Ｒ＋０ ．５Ｂ（１）
上 ’
ｃ ， （２） Ｌ
可以得出
ｃｏｔａｌ－ｃｏｔ啦：＿Ｂ （３） Ｌ 是一个常数。
从上式可以看出，要实现无滑移纯滚动前轮转向，两前轮 的转动角度是有差别的，并且其余切差值固定；因而当转弯半 径很大，ａ。，啦很小时，角度差将缩小。 ２）四轮轮速与质心轨迹之间的关系 与四轮转向模型的原理类似，前轮转向的电动小车转向 中．电动小车质心０速度 ，转向角速度 ，。车身各点绕旋转中 心０ 旋转，速度是该点到０ 距离乘以角速度 ，即可得到质 心和各车轮速度
由 Ａｃａｄｅｍｉｃ·Ｐａｐｅｒｓ ｌ暖圜嘲 ｖ＝Ｒ ×∞， １＝尺ｌ× ｒ ｖｚ＝Ｒ２× ， ｖ３＝Ｒ３× ， ｖ４＝Ｒ４ ｘ ｒ
Ｒ Ｒ ＋ｂ Ｒ ２１：Ｌ ＋（Ｒ Ｂ）
Ｒ ＋（Ｒ一 Ｂ） Ｒ３＝Ｒ＋手 Ｒ４ 一争
（４） （５） 日ｊ以得全Ｕ 、／ ｌ
｝ 、／ ＋６ ｆ １ ’
： 墅｝。 ㈤
、／Ｒ ｆ （ｎ ２ ｆ、／丽 ｌ
Ｂ）ｉ、／ ＋６ ｚ Ｊ 设前外侧轮、前内侧轮、后外侧轮、后内侧轮的车轮速度分 别为∥１、 ２、 ３、 ４，当质心运动轨迹为ｙ＝ｘ （参数式ｘ＝ｔ，ｙ＝ｆ· 时，运用ｍａｄａｂ仿真曲线，结果见图４。 如图４ａ．图４ｂ所示．前轮转向、后轮固定的两轮转向电动
ａ行驶时间３ｓ内四轮速度图 ｂ行驶时间ｌｓ内四轮速度图 ｃ前轮转角图（１－ｃｔ１，２－ｃｔ２） （１－ｖ１，２－ｖ２，３－ｖ３，４一ｖ３） 图４转向时四轮速度和前轮转角的变化
小车作质心运动轨迹为ｙ＝ 。的转向时，匹轮速度变化最大的是 第一秒，四轮速度由各不相同变成两内轮趋于一致，两外轮趋 于一致；３ ｓ后，四轮速度趋于一致；随着半径的变化，四轮速度 差各不相同。
图４ｃ为前轮转角图，两前轮转角随着半径的增大，先各自 不同程度地减小趋于一致，最后降为零。与四轮转向时两前轮 转角相比，两轮转向的电动小车前轮转角几乎是其２倍。 ３差速控制策略『】】
２００６ ｒ引机电一体化８７
维普资讯 http://www.cqvip.com 圈 —囝髓ｌ Ａｃａｄｅｍｉｃ·Ｐａｐｅｒｓ 电动小车最基本的运动包括直线行驶和转向，根据前面建 立的四轮转向模型和前轮转向模型，分析电动小车直线行驶和 转向时四轮的运动状态，以此为依据确定四轮的速度控制 策略 、 ３．１ 直线行驶 直线行驶的电动小车，只需保证四轮的转速一致，即可实 现小车的稳定顺利运行。这时四轮的速度以右前轮的速度为标 准速度．控制逻辑图示见网５。
图５直线运动控制逻辑 ３＿２圆弧转向 圆弧转向过程巾，确定转向半径之后，各轮的转速是确定 的 这种情况下，各轮的速度也是以其中一轮——右前轮 的 速度为标准。其他几轮的速度是 ２＝ Ｉ，ｆ Ｖ ｌ ｆ。 （７） Ｖ４＝／ｘ４Ｖｌ Ｊ 控制逻辑图示见图６。图中，ｕ ，Ｕ，，ｕ 是经计算得到的即时
：， ， 与 的比值。 原地转向足圆弧转向的一个特例，这时四轮的速度也是一 定的，其控制逻辑与圆弧转向相同。 ３＿３ 不规则曲线转向 电动小车沿不规则曲线（非圆弧曲线）转向运动时，四轮的 速度随着曲线的曲率变化不断变化，这时在运动过程中除了单 片机的即￣，１ｉｔ一算之外，还要对直接控制速度的ＰＷＭ波进行保 持 这时四轮速度仍然以有前轮的速度为标准。控制逻辑图示 见网７ 按照转向时四轮速度的固定比例分配原则，制定了基于模 型的ＰＩＤ速度控制算法，采用Ｍａｔｌａｂ软件进行了仿真并上机 实验 ４仿真和实验 存Ｍａｔｌａｂ软件叶Ｉ建立单个电机控制仿真模型，角阶跃，斜 ８８机电一体化一 － 图６圆弧转向运动控制逻辑 图７不规则转向运动控制逻辑 坡和加速度信号输入，得出的仿真结果见图８。 由上述仿真图形可以知道，闭环控制对电机具有良好的控 制效果 固定半径圆弧转向，角阶跃信号输入，输入信号为轮式机 器人质心速度，可以得到仿真信号见图９。如罔９所示，仿真结 果显示单片机对小车的控制效果比较良好。 小车样机试验走过路线图见图ｌ０（圆滑半圆为预定路线， 描点线为实际路线），偏离了预定路线，转向半径大于预期。 ５结束语 · 本文搭建了简化的机械结构和控制系统，同时根据电动小 车的运动学模型，结合电机控制和汽车控制理论设计出小车控
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ｂ （１一输入电压信号：２一输出速度信号） 图８电机仿真信号
图９质心速度的仿真信号 制算法，减少了电动小车转向时四轮和地面间的平移滑动，仿 真结果良好：但样车实验与预计结果稍有偏差，需要改进。
参考文献
图ｌ０小车转向路线图 ［１］邢洁．四轮驱动轮式机器人的差速转向及其力矩匹配［Ｄ］．上 海：同济大学．２００８． ［２］高时芳．四轮独立驱动电动汽车的电子差速系统研究［Ｄ］．西安： 西北工业大学．２００６．
（上接第８５页）
图６语音播放程序流程图 播放队列里。中断服务程序定时从播放队列中读取数据，送Ｄ／ Ａ转换器转换后驱动喇叭发音。系统在设计时，主要有以下几
种语音提示：初始化结束后提示进入正常工作阶段，预定动作 执行前的语音播报，物料送达后的卸货语音提示。 ５结束语 ＡＧＶ是实现数控车间自动化不可或缺的物料输送设备， 本小车红外遥控准确可靠，语音播报适时清晰，总体运行效果 良好。由于小车是通过光电传感器来完成寻迹功能的，故对路 面要求较高；在此方面，有待进一步研究，以降低对路面质量的 要求，提高运行的准确度。
参考文献 ［１］张培人，张志坚，高修峰 十六位单片微处理器原理及应用（凌阳 ＳＰＣＥＯ６１Ａ）［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００６． 『２］杭州士兰微电子股份有限公司．ＴＸ一２Ｂ／ＲＸ一２Ｂ的应用参考资料 【Ｊ／ＯＥｌ［２００７－１ １－０６］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｉｌａｎ．ｃｏｒｔｔ．ｃｎ／ｃｐｆｂ／ｅｌｉｓｔ．ａｓｐ？ｉｄ＝ ４３＠ｃｐ ｃｌａｓｓ． ［３］谭浩强．Ｃ程序设计［Ｍ］．２版．北京：清华大学出版社，２００２． ［４］凌阳科技．凌阳１６位单片机开发实例［Ｍ］．北京：北京航空航天大 学出版社，２００６．
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