电动四驱车辆轴间扭矩分配控制策略研究与控制器开发
为了缓解汽车对石油资源的需求,降低汽车排放对环境的污染,越来越多的纯电动汽车开始被大家考虑和接受.在动力分配技术上,四驱技术已经越来越受到人们的欢迎.在充分研究国内外四驱技术现状后,本文通过分动器试验台对电动汽车分动器特性进行分析与试验,得到了常用类型分动器的动力分配特性和相关性能参数关系.基于所研究的分动器的特性确定了本文所研究的四驱汽车智能轴间扭矩控制系统的设计方案.根据对分动器特性试验数据的分析,建立出包括电控分动器模型,传动系统模型,轮胎模型在内的整车动力学模型,对动力分配的关键部件分动器采用基于遗传算法的PID控制策略,并通过MATLAB/Simulink编写成智能PID控制器模型,进行动力学模型仿真,分析控制策略的有效性.以意法半导体公司的STM32F103控制芯片为核心,进行四驱车辆轴间扭矩分配控制器的硬件设计,详细介绍控制器的最小系统电路、电源电路、复位及JTAG下载电路、分动器电磁离合器驱动电路、信号输入处理和信号输出控制电路以及CAN总线通信电路的设计方法,并对PCB设计时硬件系统的抗干扰设计与可靠性要求进行了简要说明.以Keil软件为开发环境,编写了控制系统软件,包括库函数调用,系统各资源初始化,信号的采集与处理,控制逻辑编写,PWM输出驱动,CAN总线通信等,给出了部分程序的流程框图.从而确定了车辆运行时基于轴间的扭矩控制系统.进行实车试验,首先运用万用表等检测仪器将设计好的控制器进行硬件的测试,通过在线调试和模拟控制的手段进行软件调试.将调试好的智能扭矩控制器搭载到课题组研制的电控智能四驱车上进行实车验证,运用NI公司的测试仪器,通过Labview软件搭建了轴间扭矩控制器测试试验数据采集系统,采集并分析了多种驾驶条件下分动器控制时试验车的车身数据,总结出汽车在有本文设计的智能扭矩控制器进行扭矩分配的情况下,汽车的通过性和动力性能有了明显的提高,证明了设计的智能扭矩控制器的能够有效的实现对四驱车辆动力分配.
- 作者：
- 吴荣
- 学位授予单位：
- 安徽农业大学
- 专业名称：
- 机械电子工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2017年
- 导师姓名：
- 郑泉
- 中图分类号：
- TP273；U469.72
- 关键词：
- 纯电动四驱；轴间扭矩分配；遗传算法；软硬件设计
- pure electric four-wheel-drive； intelligent inter axle torque distribution； genetic algorithm； hardware and software design