CN106227189B - 一种双轴驱动电动汽车硬件在环测试系统同步控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双轴驱动电动汽车硬件在环测试系统同步控制方法,特点在于采用前向仿真同步控制,驾驶员操作模拟驾驶器使其发出的操纵信号传输至实时仿真计算机,实时仿真计算机基于整车和路况的仿真模型,识别驾驶员意图,实现车辆动力学实时计算,并对该测试系统中的前、后电驱动系统与前、后负载模拟系统的进行实时控制,采样力矩转速预估模块提高电驱动系统及负载模拟电机驱动系统的实时性,采用速度同步控制模块提高前、后负载模拟电机转速的同步响应。该测试系统具有较好的实时性和仿真精度,提供了双轴驱动电动汽车整车性能动态仿真测试和动力系统协同控制等开发的新手段,缩短开发周期,降低实车测试风险。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车测试领域,尤其涉及一种双轴驱动电动汽车硬件在环测试系统同步控制方法。
背景技术
随着石油资源的日趋减少和城市环境污染问题的日益严重,发展新能源汽车成为一种趋势。与传统汽车相比,纯电动汽车具有清洁无污染、能量转化效率高、使用维修方便等优点。目前纯电动汽车仍处于产业化初级阶段,对纯电动汽车驱动系统的研究多为单机单轴驱动,并且市场上也出现了比较成熟的单电机驱动电动汽车产品。对比单轴驱动电动汽车,双驱动电动汽车具有电机功率小、运行效率高与回收效率高等优点,并且能够实现快速驱动力和制动力的控制,增强行驶稳定性。鉴于以上因素,双轴驱动电动汽车更具有研发的意义。目前,电动汽车模拟测试系统一般只针对单轴驱动电动汽车,一定工况条件下,通过逆向仿真和虚拟驾驶员模型实现对速度的跟踪准动态仿真测试,不能实现驾驶员对车辆的实时操控、双电机的驱动与制动协同以及车辆操控、动力等动力学特性等。
发明内容
本发明的目的是提供一种双轴驱动电动汽车硬件在环测试系统同步控制方法,该测试系统可以对双轴电动汽车进行模拟测试,该同步控制方法能够结合驾驶员意图,基于车辆模型和路况仿真模型,由实时仿真计算机进行实时动力学计算,实现对测试系统中前后驱动电机和前后负载模拟电机的并行控制。
本发明一种双轴驱动电动汽车硬件在环测试系统同步控制方法,包括用于发出操纵信号的驾驶模块、图像显示屏和台架控制模块,台架控制模块包括实时仿真计算机,实时仿真计算机集成有虚拟行驶工况、虚拟路况、动力分配模块和力矩转速预估模块;该测试系统还包括电驱动系统和负载模拟系统,电驱动系统包括前电驱动系统和后电驱动系统,负载模拟系统包括前负载模拟系统和后负载模拟系统;实时仿真计算机分别连接图像显示屏、前电驱动系统、后电驱动系统、前负载模拟系统和后负载模拟系统,前电驱动系统连接前负载模拟系统,后电驱动系统连接后负载模拟系统;
在第k个仿真周期内,该同步控制方法包括以下步骤:
步骤A:驾驶模块结合虚拟行驶工况在上一个仿真周期内的前输出轴的转速nref1(k-1)和前电驱动系统的实际转速nact1(k-1)产生的偏差进行判断,和/或上一个仿真周期内的后输出轴的转速nref2(k-1)和后电驱动系统的实际转速nact2(k-1)产生的偏差进行判断,
若驾驶模块需要加速行驶则执行步骤B1,
若驾驶模块需要减速行驶则执行步骤B2,
若驾驶模块需要匀速行驶则执行步骤B3;
其中,
步骤B1是:驾驶模块发送加速踏板信号θtor(k)到动力分配模块,动力分配模块根据上一个仿真周期内的前电驱动系统的实际转速nact1(k-1)和后电驱动系统的实际转速nact2(k-1)分别向前电驱动系统和后电驱动系统输出力矩指令Tref1(k)和力矩指令Tref2(k),前电驱动系统根据力矩指令Tref1(k)增加力矩输出并向前负载模拟系统输出驱动力矩TC1,后电驱动系统根据力矩指令Tref2(k)增加力矩输出并向后负载模拟系统输出驱动力矩TC2;力矩转速预估模块根据力矩指令Tref1(k)的预估力矩Texp1(k)、力矩指令Tref2(k)的预估力矩Texp2(k)、实际转速nact1(k-1)和实际转速nact2(k-1)计算第k个仿真周期内前电驱动系统应达到的预估转速nexp1(k)和后电驱动系统应达到的预估转速nexp2(k),前负载模拟系统接收到预估转速nexp1(k)所对应的转速指令nref1(k)后向前电驱动系统施加负载转矩TL1以使得前电驱动系统的实际转速nact1(k)可以达到预估转速nexp1(k),后负载模拟系统接收到预估转速nexp2(k)所对应的转速指令nref2(k)后向后电驱动系统施加负载转矩TL2以使得后电驱动系统的实际转速nact2(k)可以达到预估转速nexp2(k);
步骤B2是:驾驶模块发送制动踏板信号θbra(k)到动力分配模块,动力分配模块根据上一个仿真周期内的前电驱动系统的实际转速nact1(k-1)和后电驱动系统的实际转速nact2(k-1)向力矩转速预估模块输出力矩指令Tref1(k)和力矩指令Tref2(k),力矩速度预估模型根据力矩指令Tref1(k)、力矩指令Tref2(k)、实际转速nact1(k-1)和实际转速nact2(k-1)计算第k个仿真周期内前电驱动系统应达到的预估转速nexp1(k)和后电驱动系统应达到的预估转速nexp2(k),前负载模拟系统接收到预估转速nexp1(k)所对应的转速指令nref1(k)后向前电驱动系统施加负载转矩TL1以使得前电驱动系统的实际转速nact1(k)可以达到预估转速nexp1(k),后负载模拟系统接收到预估转速nexp2(k)所对应的转速指令nref2(k)后向后电驱动系统施加负载转矩TL2以使得后电驱动系统的实际转速nact2(k)可以达到预估转速nexp2(k);
步骤B3是:保持加速踏板信号θtor(k)或制动踏板信号θbra(k);
步骤C:继续操作步骤A,如此循环。
其中,力矩转速预估模块包括相连接的力矩预估模块和车辆实时动力学仿真模块,在步骤B1或B2中,力矩预估的具体步骤是:力矩预估模块接收力矩指令Tref1(k)、力矩指令Tref2(k)、实际力矩Tact1(k-1)、实际力矩Tact2(k-1)、前电驱动系统的电机力矩限制值Tlimit1(k-1)和后电驱动系统的电机力矩限制值Tlimit2(k-1)并根据模糊规则输出力矩控制系数K1(k)和K2(k)以预估第k个仿真周期内力矩指令Tref1(k)和力矩指令Tref2(k)分别对应的预估力矩Texp1(k)和预估力矩Texp2(k),
其中,Tact1(k-1)和Tact2(k-1)分别是上一个仿真周期内前电驱动系统和后电驱动系统的实际力矩,电机力矩限制值Tlimit1(k-1)和Tlimit2(k-1)是实时仿真计算机分别根据上一个仿真周期的前电驱动系统的实际转速nact1(k-1)和后电驱动系统的实际转速nact2(k-1)结合各自对应的驱动电机外特性转矩函数计算得出的。
其中,在步骤B1或B2中,力矩预估的更具体步骤是:力矩预估模块通过计算第k周期内力矩指令Tref1(k)的驱动力矩指令增量ΔTref1(k)和力矩指令Tref2(k)的驱动力矩指令增量ΔTref2(k)以预估在第k个仿真周期内力矩指令Tref1(k)和力矩指令Tref2(k)分别对应的预估力矩Texp1(k)和预估力矩Texp2(k),其中预估力矩Texp1(k)和预估力矩Texp2(k)分别由公式1和公式2计算得出:
公式1:
式中ΔTref1(k)=Tref1(k)-Tref1(k-1);
公式2:
式中ΔTref2(k)=Tref2(k)-Tref2(k-1)。
其中,在步骤B1或B2中,转速预估的具体步骤是:车辆实时动力学仿真模块根据预估力矩Texp1(k)、预估力矩Texp2(k)、实际转速nact1(k-1)和实际转速nact2(k-1)计算输出对应的预估转速nexp1(k)和预估转速nexp2(k)。
其中,实时仿真计算机还集成有速度同步控制模块,速度同步控制模块根据所接收到的预估转速nexp1(k)、预估转速nexp2(k)、实际转速nact1(k-1)和实际转速nact2(k-1)利用PID控制算法计算输出对应的转速指令nref1(k)和转速指令nref2(k)。
其中,速度同步控制模块包括PID调节器和模糊控制补偿器,PID控制算法具体为:PID调节器分别接收预估转速nexp1(k)与实际转速nact1(k-1)之间的差值及该差值的变化率、预估转速nexp2(k)与实际转速nact2(k-1)的差值及该差值的变化率,并据此分别输出前转速控制量和后转速控制量;模糊控制补偿器根据接收实际转速nact1(k-1)与实际转速nact2(k-1)的差值及该差值的变化率输出转速补偿控制量;转速指令nref1(k)是根据所述前转速控制量和所述转速补偿控制量计算得出,转速指令nref2(k)是根据所述后转速控制量和所述转速补偿控制量计算得出。
其中,台架控制模块还包括监控计算机,监控计算机通过CarSim/LabVIEW建立虚拟行驶工况、虚拟路况、力矩转速预估模块和速度同步控制模块;监控计算机与实时仿真计算机连接,监控计算机把虚拟整车模型、虚拟路况、力矩转速预估模块和速度同步控制模块送至实时仿真计算机。
其中,台架控制模块还包括数据采集处理设备,数据采集处理设备分别连接实时仿真计算机、驾驶模块、电驱动系统和负载模拟系统。
有益效果为:本发明一种双轴驱动电动汽车硬件在环测试系统同步控制方法,该同步控制方法采用前向仿真结构,前向仿真结构中的能量流、控制信号流与真实车辆行驶过程相一致,仿真过程更贴近真实车辆的运行状况;实时仿真计算机实时接收驾驶模块所发出的操纵信号并结合车辆运行状况实时计算驱动需求以输出驱动指令,电驱动系统和负载模拟系统根据相应的驱动指令来使得电驱动系统的输出转速达到预估的转速,提高电驱动系统与负载模拟系统之间的同步响应精度,避免前向仿真结构中负载模拟系统响应滞后的问题。本同步控制方法专门针对双轴驱动电动汽车进行模拟测试,尤其对双轴电机的转速进行检测调整,解决了双轴电机转速不同的问题,从而使得车辆可以更加稳定的前行,有助于双轴双驱动电动汽车系统的开发设计和优化,从而大大缩短试验时间,减少开发成本。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明,但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制,对于本领域的普通技术人员,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例中一种双轴驱动电动汽车硬件在环测试系统的电路连接原理图。
图2是本发明实施例中控制信号流传输路径示意图。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示,一种双轴驱动电动汽车硬件在环测试系统包括驾驶模块、台架控制模块、电驱动模块、负载模拟系统和图像显示屏。驾驶模块包括供驾驶员控制的模拟驾驶器,其包括加速踏板、制动踏板和方向盘。台架控制模块包括监控计算机、实时仿真计算机及数据采集处理设备。监控计算机通过CarSim/LabVIEW建立虚拟行驶工况、虚拟路况、力矩转速预估模块和速度同步控制模块;监控计算机与实时仿真计算机通过信号线连接,监控计算机把虚拟整车模型、虚拟路况、力矩转速预估模块和速度同步控制模块下载至实时仿真计算机,并实现监控计算机与实时仿真计算机之间的数据交互;数据采集处理设备分别连接实时仿真计算机、驾驶模块、电驱动系统和负载模拟系统。监控计算机连接图像显示屏,图像显示屏用于实时显示虚拟行驶工况、虚拟路况的运行状态和各项参数指标。
电驱动模块包括前电驱动系统和后电驱动系统,前电驱动系统包括依次强电连接的第一模拟电源、前轴电机控制器和前轴驱动电机;后电驱动系统包括依次强电连接的第二模拟电源、后轴电机控制器和后轴驱动电机。
负载模拟系统包括前负载模拟系统和后负载模拟系统,前负载模拟系统包括强电连接的前轴负载电机和前轴变频器,后负载模拟系统包括强电连接的后轴负载电机和后轴变频器。前轴变频器和后轴变频器分别通过CAN通讯实现与台架控制模块之间的控制和数据交互。
前轴驱动电机与前轴负载电机之间同轴机械连接,第一扭矩转速传感器检测前轴驱动电机与前轴负载电机连接处的实际转速nact1和实际力矩Tact1,并把检测到的信号发送给数据采集处理设备;后轴驱动电机与后轴负载电机之间同轴机械连接,第二扭矩转速传感器检测后轴驱动电机与后轴负载电机连接处的实际转速nact2和实际力矩Tact2,并把检测到的信号发送给数据采集处理设备。
驾驶员根据图像显示屏上显示的当前虚拟路况,通过模拟驾驶器对电驱动模块及虚拟整车模型进行控制,实时仿真计算机根据模拟驾驶器所发出的操纵信号、虚拟行驶工况以及虚拟路况计算负载电机输出的负载力矩和预估转速以动态加载于电驱动模块。
本实施例采用前向仿真结构,前向仿真结构利用模拟驾驶器把车辆行驶过程中的需求以指令形式实时地传递给实时仿真计算机,实时仿真计算机按该指令并结合车辆部件当前工作状态来决定各动力模块的功率分配,并同时实现对车辆关键部件的准确控制。前向仿真更接近于真实的车辆行驶过程,实现了控制信号与能量流的正向传递,并且在各部件间传递实际的工作力矩、功率与转速。
如图2所示,在第k个仿真周期内,该同步控制方法包括以下步骤:
步骤A:驾驶模块结合虚拟行驶工况在上一个仿真周期内的前输出轴的转速nref1(k-1)和前电驱动系统的实际转速nact1(k-1)产生的偏差进行判断,和/或上一个仿真周期内的后输出轴的转速nref2(k-1)和后电驱动系统的实际转速nact2(k-1)产生的偏差进行判断,
若驾驶模块需要加速行驶则执行步骤B1,
若驾驶模块需要减速行驶则执行步骤B2,
若驾驶模块需要匀速行驶则执行步骤B3;
其中,
步骤B1是:驾驶模块发送加速踏板信号θtor(k)到动力分配模块,动力分配模块根据上一个仿真周期内的前电驱动系统的实际转速nact1(k-1)和后电驱动系统的实际转速nact2(k-1)分别向前电驱动系统和后电驱动系统输出力矩指令Tref1(k)和力矩指令Tref2(k),前电驱动系统根据力矩指令Tref1(k)增加力矩输出并向前负载模拟系统输出驱动力矩TC1,后电驱动系统根据力矩指令Tref2(k)增加力矩输出并向后负载模拟系统输出驱动力矩TC2;力矩转速预估模块根据力矩指令Tref1(k)的预估力矩Texp1(k)、力矩指令Tref2(k)的预估力矩Texp2(k)、实际转速nact1(k-1)和实际转速nact2(k-1)计算第k个仿真周期内前电驱动系统应达到的预估转速nexp1(k)和后电驱动系统应达到的预估转速nexp2(k),前负载模拟系统接收到预估转速nexp1(k)所对应的转速指令nref1(k)后向前电驱动系统施加负载转矩TL1,负载转矩TL1的方向与驱动力矩TC1的方向相反,这两个力矩共同作用使得前电驱动系统的实际转速nact1(k)可以达到相比实际转速nact1(k-1)更低的预估转速nexp1(k),后负载模拟系统接收到预估转速nexp2(k)所对应的转速指令nref2(k)后向后电驱动系统施加负载转矩TL2,负载转矩TL2的方向与驱动力矩TC2的方向相反,这两个力矩共同作用使得后电驱动系统的实际转速nact2(k)可以达到相比实际转速nact2(k-1)更高的预估转速nexp2(k);
步骤B2是:驾驶模块发送制动踏板信号θbra(k)到动力分配模块,动力分配模块根据上一个仿真周期内的前电驱动系统的实际转速nact1(k-1)和后电驱动系统的实际转速nact2(k-1)向力矩转速预估模块输出力矩指令Tref1(k)和力矩指令Tref2(k),力矩转速预估模块根据力矩指令Tref1(k)、力矩指令Tref2(k)、实际转速nact1(k-1)和实际转速nact2(k-1)计算第k个仿真周期内前电驱动系统应达到的预估转速nexp1(k)和后电驱动系统应达到的预估转速nexp2(k),前负载模拟系统接收到预估转速nexp1(k)所对应的转速指令nref1(k)后向前电驱动系统施加负载转矩TL1以使得前电驱动系统的实际转速nact1(k)可以达到相比实际转速nact1(k-1)更低的预估转速nexp1(k),后负载模拟系统接收到预估转速nexp2(k)所对应的转速指令nref2(k)后向后电驱动系统施加负载转矩TL2以使得后电驱动系统的实际转速nact2(k)可以达到相比实际转速nact2(k-1)更低的预估转速nexp2(k);
步骤B3是:保持加速踏板信号θtor(k)或制动踏板信号θbra(k);
步骤C:继续操作步骤A,如此循环。
力矩转速预估模块包括相连接的力矩预估模块和车辆实时动力学仿真模块,在步骤B1或B2中,力矩预估模块接收力矩指令Tref1(k)、力矩指令Tref2(k)、实际力矩Tact1(k-1)、实际力矩Tact2(k-1)、前电驱动系统的电机力矩限制值Tlimit1(k-1)和后电驱动系统的电机力矩限制值Tlimit2(k-1)并根据模糊规则输出力矩控制系数K1(k)和K2(k)。力矩预估模块通过计算第k周期内力矩指令Tref1(k)的驱动力矩指令增量ΔTref1(k)和力矩指令Tref2(k)的驱动力矩指令增量ΔTref2(k)以预估在第k个仿真周期内力矩指令Tref1(k)和力矩指令Tref2(k)分别对应的预估力矩Texp1(k)和预估力矩Texp2(k),其中预估力矩Texp1(k)和预估力矩Texp2(k)分别由公式1和公式2计算得出:
公式1:
式中ΔTref1(k)=Tref1(k)-Tref1(k-1);
公式2:
式中ΔTref2(k)=Tref2(k)-Tref2(k-1);
其中,Tact1(k-1)和Tact2(k-1)分别是上一个仿真周期内前电驱动系统和后电驱动系统的实际力矩,电机力矩限制值Tlimit1(k-1)和Tlimit2(k-1)是实时仿真计算机分别根据上一个仿真周期的前电驱动系统的实际转速nact1(k-1)和后电驱动系统的实际转速nact2(k-1)结合各自对应的驱动电机外特性转矩函数计算得出。
通过参考当前仿真周期的力矩指令和上一个仿真周期前电驱动系统和后电驱动系统的实际力矩从而避免了预估力矩Texp1(k)、Texp2(k)与力矩指令Tref1(k)、Tref2(k)之间的偏差累积。
车辆实时动力学仿真模块根据预估力矩Texp1(k)和预估力矩Texp2(k)计算输出对应的预估转速nexp1(k)、预估转速nexp2(k)、实际转速nact1(k-1)和实际转速nact2(k-1),好处是利用实际转速nact1(k-1)和实际转速nact2(k-1)分别对预估力矩Texp1(k)和预估力矩Texp2(k)进行回馈修正,避免累积偏差影响到测试系统当前仿真周期的控制。
速度同步控制模块根据所接收到的预估转速nexp1(k)、预估转速nexp2(k)、实际转速nact1(k-1)和实际转速nact2(k-1)利用PID控制算法计算输出对应的转速指令nref1(k)和转速指令nref2(k)。
速度同步控制模块包括PID调节器和模糊控制补偿器,PID控制算法具体为:PID调节器分别接收预估转速nexp1(k)与实际转速nact1(k-1)之间的差值及该差值的变化率、预估转速nexp2(k)与实际转速nact2(k-1)的差值及该差值的变化率,并据此分别输出前转速控制量和后转速控制量;模糊控制补偿器根据接收实际转速nact1(k-1)与实际转速nact2(k-1)的差值及该差值的变化率输出转速补偿控制量;转速指令nref1(k)是根据所述前转速控制量和所述转速补偿控制量计算得出,转速指令nref2(k)是根据所述后转速控制量和所述转速补偿控制量计算得出。通过把PID调节器输出的转速控制量与模糊控制补偿器输出的转速补偿控制量结合计算后分别对前轴变频器和后轴变频器发送修正后的转速指令nexp1(k)和转速指令nref2(k),前轴变频器和后轴变频器根据各自接收到的转速指令分别控制前轴负载电机和后轴负载电机,从而达到提高各个负载电机对预估转速的跟随目的,以及提高双负载电机之间同步响应精度。
最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (8)
1.一种双轴驱动电动汽车硬件在环测试系统同步控制方法,其特征在于:所述测试系统包括用于发出操纵信号的驾驶模块、图像显示屏和台架控制模块,台架控制模块包括实时仿真计算机,实时仿真计算机集成有虚拟行驶工况、虚拟路况、动力分配模块和力矩转速预估模块;该测试系统还包括电驱动系统和负载模拟系统,电驱动系统包括前电驱动系统和后电驱动系统,负载模拟系统包括前负载模拟系统和后负载模拟系统;实时仿真计算机分别连接图像显示屏、前电驱动系统、后电驱动系统、前负载模拟系统和后负载模拟系统,前电驱动系统连接前负载模拟系统,后电驱动系统连接后负载模拟系统;
在第k个仿真周期内,该同步控制方法包括以下步骤:
步骤A:驾驶模块结合虚拟行驶工况在上一个仿真周期内的前输出轴的转速nref1(k-1)和前电驱动系统的实际转速nact1(k-1)产生的偏差进行判断,和/或上一个仿真周期内的后输出轴的转速nref2(k-1)和后电驱动系统的实际转速nact2(k-1)产生的偏差进行判断,
若驾驶模块需要加速行驶则执行步骤B1,
若驾驶模块需要减速行驶则执行步骤B2,
若驾驶模块需要匀速行驶则执行步骤B3;
其中,
步骤B1是:驾驶模块发送加速踏板信号θtor(k)到动力分配模块,动力分配模块根据上一个仿真周期内的前电驱动系统的实际转速nact1(k-1)和后电驱动系统的实际转速nact2(k-1)分别向前电驱动系统和后电驱动系统输出力矩指令Tref1(k)和力矩指令Tref2(k),前电驱动系统根据力矩指令Tref1(k)增加力矩输出并向前负载模拟系统输出驱动力矩TC1,后电驱动系统根据力矩指令Tref2(k)增加力矩输出并向后负载模拟系统输出驱动力矩TC2;力矩转速预估模块根据力矩指令Tref1(k)的预估力矩Texp1(k)、力矩指令Tref2(k)的预估力矩Texp2(k)、实际转速nact1(k-1)和实际转速nact2(k-1)计算第k个仿真周期内前电驱动系统应达到的预估转速nexp1(k)和后电驱动系统应达到的预估转速nexp2(k),前负载模拟系统接收到预估转速nexp1(k)所对应的转速指令nref1(k)后向前电驱动系统施加负载转矩TL1以使得前电驱动系统的实际转速nact1(k)可以达到预估转速nexp1(k),后负载模拟系统接收到预估转速nexp2(k)所对应的转速指令nref2(k)后向后电驱动系统施加负载转矩TL2以使得后电驱动系统的实际转速nact2(k)可以达到预估转速nexp2(k);
步骤B2是:驾驶模块发送制动踏板信号θbra(k)到动力分配模块,动力分配模块根据上一个仿真周期内的前电驱动系统的实际转速nact1(k-1)和后电驱动系统的实际转速nact2(k-1)向力矩转速预估模块输出力矩指令Tref1(k)和力矩指令Tref2(k),力矩转速预估模块根据力矩指令Tref1(k)、力矩指令Tref2(k)、实际转速nact1(k-1)和实际转速nact2(k-1)计算第k个仿真周期内前电驱动系统应达到的预估转速nexp1(k)和后电驱动系统应达到的预估转速nexp2(k),前负载模拟系统接收到预估转速nexp1(k)所对应的转速指令nref1(k)后向前电驱动系统施加负载转矩TL1以使得前电驱动系统的实际转速nact1(k)可以达到预估转速nexp1(k),后负载模拟系统接收到预估转速nexp2(k)所对应的转速指令nref2(k)后向后电驱动系统施加负载转矩TL2以使得后电驱动系统的实际转速nact2(k)可以达到预估转速nexp2(k);
步骤B3是:保持加速踏板信号θtor(k)或制动踏板信号θbra(k);
步骤C:继续操作步骤A,如此循环。
2.根据权利要求1所述的一种双轴驱动电动汽车硬件在环测试系统同步控制方法,其特征在于:力矩转速预估模块包括相连接的力矩预估模块和车辆实时动力学仿真模块,在步骤B1或B2中,力矩预估的具体步骤是:力矩预估模块接收力矩指令Tref1(k)、力矩指令Tref2(k)、实际力矩Tact1(k-1)、实际力矩Tact2(k-1)、前电驱动系统的电机力矩限制值Tlimit1(k-1)和后电驱动系统的电机力矩限制值Tlimit2(k-1)并根据模糊规则输出力矩控制系数K1(k)和K2(k)以预估第k个仿真周期内力矩指令Tref1(k)和力矩指令Tref2(k)分别对应的预估力矩Texp1(k)和预估力矩Texp2(k),
其中,Tact1(k-1)和Tact2(k-1)分别是上一个仿真周期内前电驱动系统和后电驱动系统的实际力矩,电机力矩限制值Tlimit1(k-1)和Tlimit2(k-1)是实时仿真计算机分别根据上一个仿真周期的前电驱动系统的实际转速nact1(k-1)和后电驱动系统的实际转速nact2(k-1)结合各自对应的驱动电机外特性转矩函数计算得出的。
3.根据权利要求2所述的一种双轴驱动电动汽车硬件在环测试系统同步控制方法,其特征在于:在步骤B1或B2中,力矩预估的更具体步骤是:力矩预估模块通过计算第k周期内力矩指令Tref1(k)的驱动力矩指令增量ΔTref1(k)和力矩指令Tref2(k)的驱动力矩指令增量ΔTref2(k)以预估在第k个仿真周期内力矩指令Tref1(k)和力矩指令Tref2(k)分别对应的预估力矩Texp1(k)和预估力矩Texp2(k),其中预估力矩Texp1(k)和预估力矩Texp2(k)分别由公式1和公式2计算得出:
公式1:
式中ΔTref1(k)=Tref1(k)-Tref1(k-1);
公式2:
式中ΔTref2(k)=Tref2(k)-Tref2(k-1)。
4.根据权利要求2或3所述的一种双轴驱动电动汽车硬件在环测试系统同步控制方法,其特征在于:在步骤B1或B2中,转速预估的具体步骤是:车辆实时动力学仿真模块根据预估力矩Texp1(k)、预估力矩Texp2(k)、实际转速nact1(k-1)和实际转速nact2(k-1)计算输出对应的预估转速nexp1(k)和预估转速nexp2(k)。
5.根据权利要求2所述的一种双轴驱动电动汽车硬件在环测试系统同步控制方法,其特征在于:实时仿真计算机还集成有速度同步控制模块,速度同步控制模块根据所接收到的预估转速nexp1(k)、预估转速nexp2(k)、实际转速nact1(k-1)和实际转速nact2(k-1)利用PID控制算法计算输出对应的转速指令nref1(k)和转速指令nref2(k)。
6.根据权利要求5所述的一种双轴驱动电动汽车硬件在环测试系统同步控制方法,其特征在于:速度同步控制模块包括PID调节器和模糊控制补偿器,PID控制算法具体为:PID调节器分别接收预估转速nexp1(k)与实际转速nact1(k-1)之间的差值及该差值的变化率、预估转速nexp2(k)与实际转速nact2(k-1)的差值及该差值的变化率,并据此分别输出前转速控制量和后转速控制量;模糊控制补偿器根据接收实际转速nact1(k-1)与实际转速nact2(k-1)的差值及该差值的变化率输出转速补偿控制量;转速指令nref1(k)是根据所述前转速控制量和所述转速补偿控制量计算得出,转速指令nref2(k)是根据所述后转速控制量和所述转速补偿控制量计算得出。
7.根据权利要求5所述的一种双轴驱动电动汽车硬件在环测试系统同步控制方法,其特征在于:台架控制模块还包括监控计算机,监控计算机通过CarSim/LabVIEW建立虚拟行驶工况、虚拟路况、力矩转速预估模块和速度同步控制模块;监控计算机与实时仿真计算机连接,监控计算机把虚拟整车模型、虚拟路况、力矩转速预估模块和速度同步控制模块送至实时仿真计算机。
8.根据权利要求1所述的一种双轴驱动电动汽车硬件在环测试系统同步控制方法,其特征在于:台架控制模块还包括数据采集处理设备,数据采集处理设备分别连接实时仿真计算机、驾驶模块、电驱动系统和负载模拟系统。
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