信息融合技術在電動 4WD汽車驅(qū)動系統(tǒng)中的應用研究.pdf

1、四輪驅(qū)動（4Wheel Drive,4WD）電動汽車（Electric Vehicle,EV）是汽車發(fā)展中一個重要領域。在越野工況下，地面情況較復雜，如何合理的分配驅(qū)動力成為目前廣泛研究的一個重要課題。而在驅(qū)動力分配的問題上，汽車的速度和姿態(tài)信息是十分關鍵的，如何準確的掌握汽車的速度和姿態(tài)信息成為能否合理準確地分配驅(qū)動力的一個重要影響因素。本文針對信息融合技術在電動4WD汽車驅(qū)動系統(tǒng)中的應用以及四輪驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動力分配問題做了如下研究。

2、
　　首先，本文根據(jù)需求設計了用于信息采集的電路板，主要集成了加速度計、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端進行顯示，另外，為了便于戶外調(diào)試，在下位機上用Nokia5110顯示屏進行參數(shù)顯示。
　　其次，由于在越野工況下地形復雜，而且在低速下GPS的測速誤差相對較大，而加速度計則能很好地解決短時間內(nèi)的測速精度問題，另外陀螺儀對姿態(tài)角的測量有積分誤差

3、，需要用加速度計測量的姿態(tài)角進行修正。因此用Kalman融合濾波分別對GPS信號與加速度計信號進行融合得到融合后的速度、對加速度計信號與陀螺儀信號進行融合得到融合后的姿態(tài)角。融合后的信號不僅能夠有效提高測量精度，同時也提高了系統(tǒng)的魯棒性。
　　最后，對驅(qū)動力分配的控制策略進行建模和分析，然后根據(jù)車輛行駛模型分別在Simulink中對輪轂電機進行建模以及在CarSim中對整車以及路況進行建模，并且將兩者聯(lián)合起來仿真。以CarSim中

4、的車速、車輪轉(zhuǎn)速、俯仰角以及地面作用在驅(qū)動輪上的法向反作用力來確定汽車的負載轉(zhuǎn)矩，從而根據(jù)計算得出的力矩分配比來調(diào)整輸出轉(zhuǎn)矩，在保證車輪不打滑的情況下合理分配驅(qū)動力矩。
　　本文針對于電動4WD汽車在越野工況下的驅(qū)動力分配問題，結(jié)合信息融合技術以準確獲取汽車的速度和姿態(tài)信息，給出了驅(qū)動力在直線路況下的力矩分配策略。實驗結(jié)果表明，信息融合技術可以獲取更加準確的速度和姿態(tài)信息，將其運用在四輪驅(qū)動汽車的控制上可以使輸出力矩更加平穩(wěn)，而且