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四轮独立驱动(4WID)电动汽车作为一种特殊驱动形式的电动汽车,它省略了各车轮之间的机械传动环节,可以对四个车轮的转速、转矩进行独立精确控制,从而满足很多其它类型汽车无法实现的驾驶性能及安全性能等要求。另外,在有限的电池储能情况下,4WID电动汽车可以通过优化驱动系统的控制性能提升车辆的稳定性和续航能力,因此被业界普遍认为是电动汽车未来发展的主要方向。本文以4WID电动汽车驱动系统为研究对象,从防滑控制、转矩分配、电机驱动环节中的控制性能和效率优化关键问题入手,对各个环节的优化控制的关键技术进行了深入研究,具体如下:(1)分析并建立了4WID电动汽车在复杂路况下的动力学模型,同时在不同坐标系下建立了永磁同步电机的能量转换模型,对4WID电动汽车的驱动控制原理及其优化控制关键问题进行了详细分析和研究,为4WID电动汽车驱动系统优化控制的关键技术提供了基础理论支撑。(2)为了准确识别车辆当前行驶路况,提出了一种基于道路实时特征的在线识别算法,能够有效提升道路识别精度,从而为防滑控制提供可靠的参考信息。在此基础上,进一步提出了一种针对复杂路况的通用驱动防滑控制方法,设计了一种改进型变增益驱动防滑控制器,为控制器参数设计提供系统分析方法。最后仿真和实验验证了该方法可以优化车轮滑移率控制的动静态特性,实现了车轮打滑的有效抑制。(3)针对4WID电动汽车转矩优化分配的需求,提出了基于能耗最优的转矩协调分配策略。通过分析电机转速转矩效率曲线的特性,构建了复杂工况下4WID电动汽车驱动电机的能耗机理模型,在此基础上建立了基于能耗最优的目标函数和约束条件,并运用模拟退火算法对目标函数进行极值寻优求解,从而获取四个车轮的转矩最优解。实验验证了基于能耗最优的转矩协调优化控制策略的有效性,保障了多约束情况下期望转矩输出(即满足驾驶员操作意图),实现了整车的综合能耗优化。(4)针对4WID电动汽车驱动电机优化控制的问题,提出了面向全转速范围的电机控制策略。通过曲线拟合快速计算算法,大幅减少最大转矩电流比控制算法的运算量,降低了控制算法对车载驱动控制系统的硬件要求。提出了基于变步长累加法的弱磁控制方法,解决了电机不同工作模式切换带来的振荡发散问题,最后综合设计了动态最大转矩电流比的电机控制方法,实验验证该方法可以满足永磁同步电机全转速范围高效稳定控制。(5)搭建了基于Carsim和matlab/Simulink的4WID电动汽车驱动联合仿真平台,建立了4WID电动汽车和复杂路况的联合模型,进行了驱动控制的仿真验证,通过仿真数据的对比与分析,验证了所提出的优化控制方法的有效性。在此基础上,进一步搭建了基于d SPACE的硬件测试平台,并开发了整车控制器实物,最后进行几种优化控制算法的整合实验,实验结果验证了所提出的控制算法可以在整车控制器上实现稳定有效的运行。