智能车模双电机差速控制可行性探究.docVIP

智能车模双电机差速控制可行性探究摘要：本系统采用飞思卡尔C型仿真车模，以飞思卡尔9S12系列单片机为整车的控制器，以CCD数字摄像头进行路径识别，7.2V镍镉电池供电，针对双电机独立驱动电动车电子差速问题进行了研究，提出了伺服电机转角与双电机差速的映射关系的相应曲线与数学模型。 关键词：电动汽车；电子差速；电机控制；飞思卡尔 DOI: 10.3969/j.issn.1005-5517.2012.8.013 目前电动车主要的驱动方式有集中驱动式、双电机独立驱动式（前驱式和后驱式）及四电机四轮独立驱动式等形式。不论采用何种驱动方式，当汽车在不平路面上行驶或转向时，驱动轮都会遇到差速问题。由于各种电动车采用的驱动方式和控制策略不同，相应的电子差速器的设计也不尽相同。文章基于Ackerman转向数学模型为理论基础，通过采用闭环有差反馈式调节系统实现电动车的电子差速策略，在MATLAB/Simulink模块中建立电机和差速系统的模型，所建差速控制系统的仿真结果表明电子差速系统能够根据控制参数进行良好的控制，能较好地满足电动汽车的驱动要求。镍镉电池给电机供电，2台直流无刷电机分别直接安装在2个后车轮内，形成前轮转向、后轮驱动的方式。每台电机都有单独的控制器和测速系统，能够实时检测左右电机速度，整车控制器通过接收舵机转角、摄像头路况信息、电池、电机驱动控制器及车轮转速等信号，并根据内部控制策略，以高速平稳过弯为目标，通过控制器改变控制信号的PWM电压输出值，以此来控制2台电机的电压值，调节2台电机的转速，从而控制驱动车轮的转速。系统同时采用无线模块与上位机相结合的方式实时检测速度曲线，优化系统参数，以致达到更平滑的过弯效果。 3*(f/50+2))/100；} f为舵机参数，根据摄像头采取到的图像由单片机判断得出，反映了前方路径的弯曲程度。g_speed、r_ speed分别为在此种道路状况下的左右电机设定速度。而电机调节采用PI调节，在此不再赘述。 笔者通过大量实验，通过LabVIEW编写的上位机软件观察发现，在其他条件相同的情况下，分别在不同弯道模型车过弯的拟合轨迹如图3~6所示，我们发现，在选定了合适的参数之后，在车模均速约2m/s时，差速可以使车模高速平稳过弯。与传统的机械差速 相比，在车模高速过弯时，如果遇到道路状况较差，内轮或者外轮打滑时，机械差速只能通过机械自锁装置予以解决，但如果车在高速行驶，需要急转弯时，自锁装置就存在弊端。而本系统的电子差速装置真正把两轮的机械结构分开，两轮之间不会互相影响，很好地解决了这一问题。 无线模块实时监测的电机转速曲线如图7和图8所示（曲线在赛道，电池电压等相同情况下测得），在曲线中我们不难看出，在给予合适差速参数时，电机速度变化相对平稳。所以，本差速系统在选定合适参数时，实现了电子差速自调节功能，能较好地适应车模高速过弯的需要，保证了汽车行驶的稳定性。 [1] 闵红.双电机独立驱动电动车电子差速技术[J].汽车工程师,2011(12):28-30 [2] 徐寅.双电机后轮驱动汽车及电子差速系统的研究[D].华南理工大学,2011(6):10-11 [3] 柏睿.电动汽车电子差速系统的控制[D].哈尔滨工业大学,2010,(6):11-25 [4] 陈玉,李声晋,卢刚,陈秀霞.两轮毂电动机小车电子差速系统研究[J].微特电机,2010,(5):22-24 [5] 刘宗锋.双电机独立驱动电动汽车的电子差速自调节功能分析研究[J].微电机,2008,(9):74-77 [6] 姜明国,陆波.阿克曼原理与矩形化转向梯形设计[J].汽车技术,1994,(5):16-19 1