輪轂驅動電動汽車分布式控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、在人們對汽車環(huán)保性和經(jīng)濟性要求越來越高的今天,具有新技術、新結構的電動汽車已經(jīng)成為汽車行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。輪轂驅動電動汽車利用電機直接驅動車輪,改變了汽車動力總成系統(tǒng)的結構,是電動汽車發(fā)展的前沿技術方向。輪轂驅動電動汽車在輪轂電機技術和分布式驅動控制方面存在大量的挑戰(zhàn)性問題。
　　本課題面向應用,不考慮輪轂電機的設計問題,只專注于輪轂電驅動系統(tǒng)分布式控制的實現(xiàn),這樣本文主要解決兩個問題:輪轂電驅動系統(tǒng)總線技術以及輪轂電驅動系統(tǒng)電機

2、驅動技術研究。由于輪轂電驅動系統(tǒng)對通信的傳輸速率和容錯性提出了較高要求,傳統(tǒng)的CAN網(wǎng)絡(ControllerAreaNetwork)難以滿足,所以本文采用傳輸速率更高的FlexRay總線作為系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡。
　　通過分析FlexRay總線協(xié)議可知,物理層是硬件設計的基礎,鏈路層、網(wǎng)絡層是網(wǎng)絡通信的基礎。為實現(xiàn)FlexRay網(wǎng)絡的通信,本文對FlexRay總線的物理層和網(wǎng)絡層進行了詳細的設計,實現(xiàn)了節(jié)點的喚醒和啟動,最終實現(xiàn)節(jié)點間

3、的數(shù)據(jù)收發(fā)及網(wǎng)絡構建。并在此基礎上,根據(jù)輪轂電驅動系統(tǒng)的需求,對FlexRay總線的應用層進行開發(fā)。通過分析FlexRay總線主從節(jié)點的功能,設計了用于電機控制的節(jié)點間傳遞的信息。為了提高FlexRay總線動態(tài)性能,本文通過構建系統(tǒng)矩陣及優(yōu)化對應用層信息進行調度設計,得到了靜態(tài)調度表。為了驗證FlexRay網(wǎng)絡通信,本文首先對其總線物理層以及數(shù)據(jù)幀進行測試,結果表明物理層和網(wǎng)絡層的設計滿足FlexRay總線的要求;之后,采用總線型的網(wǎng)絡

4、拓撲結構以及主從式的通信方式對轉向電機進行控制,結果表明可以通過FlexRay總線實時的進行永磁同步電機控制。
　　在本文討論的輪轂電驅動分布式控制系統(tǒng)中,由于永磁同步電機的優(yōu)異特性,本文選擇其作為輪轂電機。但是永磁同步電機模型復雜,所以在本文首先進行了
　　模型簡化,在轉子坐標系下建立了模型,并采用id?0的矢量控制方法來控制電機。考慮到系統(tǒng)可能受到的干擾,本文通過設計滑模的切換函數(shù)和滑?？刂坡蓪崿F(xiàn)了滑模控制器的設計。在基