轮毂电机驱动的四轮转向样车试验及仿真研究

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轮毂电机驱动的车辆在动力控制、空间布置、节能和车身状态观测等方面有着巨大的潜力,是电动车辆的重要发展方向。安全性是车辆的首要性能要求,车辆在弯道、坡道等特殊路面上的运动规律研究对车辆安全控制具有指导意义。为此,本文主要开展了以下研究工作:(1)轮毂电机性能测试和输出转矩融合估算模型建立:搭建轮毂电机测试平台,开发了基于LabVIEW的测控软件,对样车试验所用的4个轮毂电机分别进行了准静态工况的性能测试。为了获得轮毂电机的转动惯量,提出了“加速拖动法”的轮毂电机转动惯量测量方法;根据准静态工况下各电机测试数据,训练了各电机的准静态输出转矩的神经网络估算模型,在此基础上,结合轮毂电机的动力学模型,建立了轮毂电机输出转矩融合估算模型,并对其进行了实验验证;(2)整车联合仿真模型的建立:基于车辆坡道回转运动的受力分析,推导了坡道阻力波动模型。在此基础上,利用Carsim和MATLA/Simulink建立了4WID/4WS样车整车联合仿真模型;(3)试验样车的坡道回转试验和仿真分析:利用实验室开发的4WID/4WS电动样车进行了车辆的稳态回转试验,试验研究发现车辆的动力学参数出现明显的波动。针对该问题,利用仿真模型进行了仿真研究,分析发现:坡道阻力波动和车辆的惯性力是造成车辆动力学参数波动的主要影响因素,另外,仿真模型的前轮转角与实际转角的偏差也造成了一定的误差。在此基础上,进一步仿真研究了坡道坡度和离心力等对车辆稳定性的影响。
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