电动汽车四轮独立驱动控制系统的研究

电动汽车四轮独立驱动控制系统的研究

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武汉理工大学

硕士学位论文

电动汽车四轮独立驱动控制系统的研究

姓名：刘川

申请学位级别：硕士

专业：控制理论与控制工程

指导教师：李波

20090501

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武汉理T大学硕士学位论文

摘 要

电动汽车是当今汽车行业发展的重要趋势，其关键技术研究主要包括驱动

控制系统、整车控制与管理、电池及其管理系统。而四轮独立驱动电动汽车表

征了一种新颖的电动汽车发展方向，同步于当今世界电动汽车研发和产业化的

进程，以其理想的控制特性和广泛的应用前景，受到学术和工程界的普遍关注。

四轮独立驱动技术可使电动汽车底盘实现电子化，主动化，大大提高了电动汽

车的性能，使电动汽车与传统汽车相比具有更强的竞争力。本文以电动汽车四

轮独立驱动控制系统作为研究对象，围绕四轮独立驱动电动汽车的DSP+单片机

的多CPU控制系统进行了相关的研究和分析。

本文首先综合调研了国内外轮式驱动电动汽车的发展现状及电动汽车四轮

独立驱动技术的特点。论证了永磁无刷直流轮毂电机在电动汽车领域中应用的

工程意义和价值。同时对电动车用永磁无刷直流轮毂电机的选型、控制方法及

电动汽车动力学特性进行了相应的研究。

其次，本文对四轮独立驱动技术的特点进行了详细分析，并结合驱动电机

控制策略，设计了一种针对电动汽车四轮独立驱动的驱动控制方案。该驱动控

制方案针对车辆运行路面的不同，以保证车辆在良好路面上实现良好的动力性

能与节能特性，和在特殊路面上的操控稳定性。在方案设计、实施过程中，本

文对各环节和总体系统都进行了仿真和试验验证。

再次，在以上驱动控制系统的基础上，本文设计了基于DSP+单片机的多

CPU体系结构的电动汽车四轮独立驱动控制系统，其中包括控制系统的硬、软

件设计。整个控制系统的设计以四轮独立驱动样车为平台进行了试验调试
。

最后，以模糊控制为理论基础，结合四轮独立驱动控制策略，选择最优的

控制算法，对电动汽车滑移率大小进行精确控制。从而保证电动汽车具有最佳

动力性，稳定性及安全性。经仿真结果证明：通过牵引力模糊控制方法可以使

汽车动力性与牵引性均得到明显改善。

关

电动汽车四轮独立驱动控制系统的研究

键词：电动汽车，永磁无刷直流电机，四轮独立驱动，模糊控制，滑移率

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武汉理工大学硕士学位论文

Abstract

The development ofElectrical Vehicle(Ev)isbecoming all important trend for

automobile industry．Thefour—wheel independent driven EVis one ofthe developing

directions for further EVs．Its development has been synchronizing with nlat of the

researching and industrializingofEVs in the world．Because ofits perfect controlling

performance and potential in engineering applications，more and more efforts have

been devoted to the four-wheel independent driven EV by both academicians and

engineers alike．EV has become more competitive than traditional automobile by the

four-wheel independent driven technology．In this paper,the four-wheel independent

Drive System ofEVas a research object，we focus on the research and analysis ofthe

DSPandSinglechip control systems in four-wheel independent driven EV．

Firstly,the dissertation provides all overview ofthe latest research resuR of EV

home and abroad．Then,the research on the permanent magnet brushless in-wheel

motorsand vehicle dynamics used for this EVis presented．

Secondly,this dissertation has a detailed analysis of the characteristics of

four-wheel independent-driven technology．To achieve the EV’s favorable dynamics

performance for well road surface conditions，manipulation stability for special road

conditions，a new four-wheel independent driven control strategy is proposed．The
correlative computer simulation and experiment on the whole system and each part

validated the feasibility fits well as the proposed strategy．

Thirdly,this dissertation presents the design of control system for EV wiⅡl

four-wheel motors， which consists of hardware and software design． Central

Processing Unit(CPU)ofthe controller consists of Singleehip and DSE The entire

field tests results on vehicle．
protoype

Lastly,based on fuzzy control method and four-wheel independent driven

control strategy,we realize the vehicle slip ratio’S contr01．Consequently it improves

vehicle maneuverability,stability and security．

Keywords：Electric vehicle，four-wheel independent drive,Permanent magnet

brushless DCmotors，Fuzzy control，slip ratio

Ⅱ

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独创性声明

本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研

究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其

他人已经发表

电动汽车四轮独立驱动控制系统的研究

或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育

机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何

贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

签名： 茎!』山 同期： 2堡堡2：篁

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