信息融合技術(shù)在電動(dòng) 4WD汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、四輪驅(qū)動(dòng)（4Wheel Drive,4WD）電動(dòng)汽車(chē)（Electric Vehicle,EV）是汽車(chē)發(fā)展中一個(gè)重要領(lǐng)域。在越野工況下，地面情況較復(fù)雜，如何合理的分配驅(qū)動(dòng)力成為目前廣泛研究的一個(gè)重要課題。而在驅(qū)動(dòng)力分配的問(wèn)題上，汽車(chē)的速度和姿態(tài)信息是十分關(guān)鍵的，如何準(zhǔn)確的掌握汽車(chē)的速度和姿態(tài)信息成為能否合理準(zhǔn)確地分配驅(qū)動(dòng)力的一個(gè)重要影響因素。本文針對(duì)信息融合技術(shù)在電動(dòng)4WD汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用以及四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)力分配問(wèn)題做了如下研究。

2、
　　首先，本文根據(jù)需求設(shè)計(jì)了用于信息采集的電路板，主要集成了加速度計(jì)、陀螺儀以及GPS模塊。所有的信息經(jīng)傳感器采集后送主控芯片STM32F407處理，并將處理后的信息由串口傳送至PC端進(jìn)行顯示，另外，為了便于戶(hù)外調(diào)試，在下位機(jī)上用Nokia5110顯示屏進(jìn)行參數(shù)顯示。
　　其次，由于在越野工況下地形復(fù)雜，而且在低速下GPS的測(cè)速誤差相對(duì)較大，而加速度計(jì)則能很好地解決短時(shí)間內(nèi)的測(cè)速精度問(wèn)題，另外陀螺儀對(duì)姿態(tài)角的測(cè)量有積分誤差

3、，需要用加速度計(jì)測(cè)量的姿態(tài)角進(jìn)行修正。因此用Kalman融合濾波分別對(duì)GPS信號(hào)與加速度計(jì)信號(hào)進(jìn)行融合得到融合后的速度、對(duì)加速度計(jì)信號(hào)與陀螺儀信號(hào)進(jìn)行融合得到融合后的姿態(tài)角。融合后的信號(hào)不僅能夠有效提高測(cè)量精度，同時(shí)也提高了系統(tǒng)的魯棒性。
　　最后，對(duì)驅(qū)動(dòng)力分配的控制策略進(jìn)行建模和分析，然后根據(jù)車(chē)輛行駛模型分別在Simulink中對(duì)輪轂電機(jī)進(jìn)行建模以及在CarSim中對(duì)整車(chē)以及路況進(jìn)行建模，并且將兩者聯(lián)合起來(lái)仿真。以CarSim中

4、的車(chē)速、車(chē)輪轉(zhuǎn)速、俯仰角以及地面作用在驅(qū)動(dòng)輪上的法向反作用力來(lái)確定汽車(chē)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，從而根據(jù)計(jì)算得出的力矩分配比來(lái)調(diào)整輸出轉(zhuǎn)矩，在保證車(chē)輪不打滑的情況下合理分配驅(qū)動(dòng)力矩。
　　本文針對(duì)于電動(dòng)4WD汽車(chē)在越野工況下的驅(qū)動(dòng)力分配問(wèn)題，結(jié)合信息融合技術(shù)以準(zhǔn)確獲取汽車(chē)的速度和姿態(tài)信息，給出了驅(qū)動(dòng)力在直線路況下的力矩分配策略。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，信息融合技術(shù)可以獲取更加準(zhǔn)確的速度和姿態(tài)信息，將其運(yùn)用在四輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的控制上可以使輸出力矩更加平穩(wěn)，而且