四轮独立驱动电动车的运动和控制系统的设计方

中国科技论文在线四轮独立驱动电动车的运动和控制系统的 设计方法研究张政 1，邹家军 21 长春工程学院机电学院，长春（130012） 2 中北大学材料科学与工程学院，太原（030051）E-mile:happy2008zzj@摘 要：随着世界能源危机的加剧，研究新型的能源汽车成为一个趋势，电动汽车是新能 源汽车的研究方向之一。电动汽车是当今汽车行业发展的重要趋势,它涉及到车辆工程、电 机驱动技术、控制技术、电池技术等众多领域的核心技术,其发展得到了国内外大型研究机 构的大力推动,成为当前相关领域的研究热点。设计一个四轮独立驱动的电动小车的单片机 控制系统，实现四轮驱动小车的电机速度的闭环控制。同时分析电动小车运动学假设模型， 制定出电动小车四轮的控制算法，从而实现电动小车的差速转向。 关键词：四轮独立驱动；计算机算法控制；差速转向；电动控制；轮毂电机1 引言随着世界能源危机的加剧， 研究新型的能源汽车成为一个趋势， 电动汽车是新能源汽车 的研究方向之一。电动汽车是当今汽车行业发展的重要趋势,它涉及到车辆工程、电机驱动 技术、控制技术、电池技术等众多领域的核心技术,其发展得到了国内外大型研究机构的大 力推动,成为当前相关领域的研究热点。而轮毂电机作为驱动源的四轮电动汽车是电动汽车 的一个最为简单可行的实施方案。 当前电动汽车(EV)产业的兴起和发展， 本文针对电动车辆发展的理想车型——四轮独立 驱动电动车的运动和控制系统的设计方法进行了相关的理论研究。 本文参照电动汽车的设计 方法，在机械结构学和控制系统的基础上，设计一个四轮独立驱动，前轮转向、后轮固定的 电动小车的理论控制方案， 并用轮毂电机作为独立驱动源， 实现小车的调速行驶和差速转向 的功能。 本文提出了基于四轮轮毂电机独立驱动的电动汽车的差速系统的设计， 电机控制驱 动系统是电动汽车差速系统的核心技术，本文对其算法流程图进行了分析和设计2 电动小车的设计2.1 电动小车的构成设计由机车车身和控制系统组成。2.2 机车本身的设计机车车身的设计参照电动汽车的设计理念，主体部件包括车架，4 个可以同时作为车轮 的独立的轮毂电机，前轮，后轮。其中两个前轮采用梯形结构和可转向的转向结构的设计， 两个后轮由主轴联动并固定。2.3 电动小车控制系统的主体构件控制芯片单片机 AT89C51 和形 RC 滤波电路， 个独立驱动的轮毂电机， 4 电动小车控制 系统的流程框架图如图所示：[2]-1-