摘要
工业革命以来汽车技术发展迅速，随着电池技术的不断突破，新能源汽车得到大力发展。电动汽车驱动形式多样，包含单电机驱动、多电机驱动和轮毂电机驱动等多种类型。永磁同步电机因其启动转矩较大、易于转速控制等优点,常被应用在电动汽车的驱动单元。四轮独立驱动电动汽车作为电动汽车中新型驱动形式，其由四个轮毂电机作为汽车的驱动单元，有车辆底盘结构简单、车身空间利用率高、车辆动力传动效率高等优点。本文通过对多电机协同控制算法和永磁同步电机的控制算法的研究，为四轮独立驱动电动汽车设计合适的多电机协调控制系统，旨在提高四轮独立驱动电动汽车的安全性和平顺性等。 针对四轮独立驱动电动汽车各轮毂电机之间的同步精度和跟踪精度问题，结合傅里叶级数等理论知识，设计改进型多电机环形耦合控制系统。在多电机环形耦合控制的基础上增加结合迭代学习的速度补偿器，通过改进同步速度补偿器的方法提高多电机控制系统的跟踪精度和同步精度，系统可以实时反馈转速信号，在受到外界干扰后可以迅速调整合适的速度补偿值，以达到多电机系统的同步运行，从而提高车辆的行驶性能。通过联合仿真进一步验证系统在实际车辆上的应用能力，在遇到环境干扰后，系统可以快速恢复至正常行驶状态，可以提高四轮独立驱动电动汽车的行驶安全性和平顺性。 针对四轮独立驱动电动汽车转向过程中各轮转速合理分配的问题，将阿克曼转向模型与四轮转向结合，设计适合四轮独立驱动电动汽车的四轮转向电子差速控制系统。由于四轮独立驱动电动汽车没有传统的差速器，系统中方向盘转角信号输入至本文所设计的四轮转向电子差速器中，由电子差速器根据方向盘转角信号对四个轮毂电机的转速分配进行调整后输入至多电机控制系统，以完成相应的转向动作。通过联合仿真验证系统在四轮独立驱动电动汽车的应用能力，可以根据方向盘转角合理分配各轮的转速完成转向动作，转向过程中受到干扰也可以恢复满足转向要求的状态。 针对多电动机控制应用在四轮独立驱动电动汽车启动过程的速度超调问题，结合滑模控制的原理，设计适合永磁同步电机的滑模控制模型，为系统引入滑模控制器。在多电机控制系统与车辆交互系统之间添加的滑模控制，在速度信号输入至系统时，可以将信号进行处理后输入给各电机。通过将滑模速度控制器在多个控制系统的应用仿真，验证滑模控制应用到多电机控制系统的有效性。将滑模控制应用到多电机控制系统和四轮转向电子差速控制系统后，可以保证滑模速度控制器不与多电机控制系统和电子差速控制系统产生冲突的同时，有效地降低系统启动时的超调量。
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