基于輪轂電機(jī)的空間節(jié)約型電動(dòng)汽車全轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著我國(guó)汽車保有量的增加，引發(fā)了環(huán)境污染、能源危機(jī)以及城市車用空間擁擠等一系列亟待解決的問題。發(fā)展新能源汽車對(duì)于減小環(huán)境污染和緩解能源危機(jī)有著積極的意義。同時(shí)，基于輪轂電機(jī)的驅(qū)動(dòng)優(yōu)勢(shì)，發(fā)展高轉(zhuǎn)向靈活性的微型電動(dòng)車正逐漸成為解決城市車用空間擁擠，提高道路和停車空間利用率的一種有效途徑。本文圍繞著提高車輛的轉(zhuǎn)向操作靈活性，降低車輛泊車操作難度，提高城市車用空間利用率，開展了基于輪轂電機(jī)的電動(dòng)汽車全轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究。本論文的主要研究工作如下:

2、r>　　首先，提供了一種兼顧車輛操控穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向靈活性新型全轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
　　本文在基于輪轂電機(jī)的驅(qū)動(dòng)優(yōu)勢(shì)，在分析實(shí)現(xiàn)全轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)的主要機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，確定了基于輪轂電機(jī)的線控獨(dú)立全轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在分析獨(dú)立線控轉(zhuǎn)向技術(shù)優(yōu)勢(shì)和傳統(tǒng)機(jī)械式轉(zhuǎn)向技術(shù)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，以兼顧轉(zhuǎn)向操作靈活性和穩(wěn)定性為目的，確定了將獨(dú)立全轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和經(jīng)過重新設(shè)計(jì)的兩前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)結(jié)合起來的新型全轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，并基于Solidworks三維建模軟件完成了全轉(zhuǎn)

3、向系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的三維建模及優(yōu)化改進(jìn)工作。結(jié)合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成了與之相匹配的全轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及控制策略制定。加工組裝了單套獨(dú)立全轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，并進(jìn)行了轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)測(cè)試，驗(yàn)證了全轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)的可行性。根據(jù)全轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，購(gòu)買并校核了相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)控制和轉(zhuǎn)向控制器件。
　　其次，進(jìn)行了全轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)建模與分析。
　　基于鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)原理完成了獨(dú)立全轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)建模與分析，獲得了車輪轉(zhuǎn)向角度控制與轉(zhuǎn)向電機(jī)驅(qū)動(dòng)角度控

4、制之間的函數(shù)關(guān)系。針對(duì)車輛行駛的幾種不同的轉(zhuǎn)向模式，進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)建模與分析，獲得了各轉(zhuǎn)向模式下的車輪轉(zhuǎn)向角度控制和車輪驅(qū)動(dòng)速度控制的函數(shù)關(guān)系。為車輛行駛的線控轉(zhuǎn)向控制和線控驅(qū)動(dòng)控制提供了理論指導(dǎo)和參考依據(jù)。
　　最后，對(duì)全轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。
　　基于轉(zhuǎn)向控制和驅(qū)動(dòng)控制的響應(yīng)快速性、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性要求，本文采用了PID控制算法作為轉(zhuǎn)向電機(jī)和輪轂電機(jī)的控制策略，并利用Matlab/Simulink仿真平臺(tái)完成了轉(zhuǎn)向控制