基于整車行駛穩(wěn)定性的電機(jī)故障和同步控制分析

景玉軍

(中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，中山 528400)

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基于整車行駛穩(wěn)定性的電機(jī)故障和同步控制分析

景玉軍

(中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，中山 528400)

電驅(qū)動(dòng)平地機(jī)行駛路況復(fù)雜，行駛過程中時(shí)常會(huì)出現(xiàn)部分電機(jī)發(fā)生通訊或系統(tǒng)故障，需要在驅(qū)動(dòng)控制過程中采用主動(dòng)的故障控制機(jī)制，以確保車輛安全行駛。當(dāng)平地機(jī)在兩側(cè)附著系數(shù)相差較大的路面行駛時(shí)，易出現(xiàn)單側(cè)驅(qū)動(dòng)輪過度滑轉(zhuǎn)和偏載工況。針對(duì)以上問題，基于整車行駛穩(wěn)定性，對(duì)電機(jī)故障控制和同步控制策略進(jìn)行分析，制定了電機(jī)故障工況各輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩再分配的安全控制解決方案。利用Simulink搭建故障控制器和同步控制器模型，分析故障工況對(duì)整車行駛性能的影響。結(jié)果表明：故障和同步控制提高了車輛故障行駛的穩(wěn)定性和通過性。利用設(shè)計(jì)的故障和同步控制器對(duì)車輛在對(duì)開路面加速過程的打滑工況進(jìn)行分析，分析車輪打滑對(duì)整車行駛性能的影響，同步控制提高了有效驅(qū)動(dòng)功率，增強(qiáng)了整車通過性和穩(wěn)定性。

六輪電驅(qū)動(dòng)平地機(jī)；牽引電機(jī)；故障控制；同步控制；行駛穩(wěn)定性；通過性

0 引 言

平地機(jī)(Grader)是用于路面整形作業(yè)的工程機(jī)械，根據(jù)其低速大扭矩作業(yè)、高速轉(zhuǎn)場(chǎng)和偏載同步控制等工作特性需求，電傳動(dòng)控制表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)，而且電傳動(dòng)具有更高的工作效率，因此電傳動(dòng)平地機(jī)發(fā)展迅速。原地平地機(jī)采用六輪驅(qū)動(dòng)，具有前輪轉(zhuǎn)向和鉸接轉(zhuǎn)向的復(fù)合轉(zhuǎn)向特性，各輪之間沒有機(jī)械差速器連接，牽引電機(jī)與動(dòng)力源之間采用電纜連接，當(dāng)部分電機(jī)發(fā)生故障時(shí)，會(huì)對(duì)正常行車造成一定的影響和危害，要解決應(yīng)對(duì)故障的行車控制問題[1]。當(dāng)平地機(jī)行駛于兩側(cè)附著系數(shù)相差較大的路面或鏟刀外移偏載作業(yè)時(shí)，容易出現(xiàn)單側(cè)輪過度滑轉(zhuǎn)，導(dǎo)致整機(jī)失去作業(yè)同步性。使得整機(jī)牽引功率下降，加劇輪胎的磨損，影響工作效率和整機(jī)壽命。因此，對(duì)其點(diǎn)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分析，研究電機(jī)故障和同步控制策略，充分利用多輪獨(dú)立控制的特點(diǎn)，對(duì)各輪牽引電機(jī)進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)，滿足平地機(jī)不同工況要求。

針對(duì)多輪電驅(qū)動(dòng)車輛控制，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了一定的研究。文獻(xiàn)[2]基于車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提出了一種包括車體運(yùn)動(dòng)控制層和控制力分配層的整車集成控制框架；文獻(xiàn)[3]研究適用于多輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)車輛的動(dòng)力學(xué)分層集成控制方法，上層采用非線性滑模控制器得到整車縱向力、側(cè)向力和橫擺力矩；控制分配層采用廣義逆計(jì)算方法將整車力和力矩轉(zhuǎn)化為各輪縱向滑移率和側(cè)偏角；文獻(xiàn)[4]研究了獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的防滑和穩(wěn)定性控制技術(shù)，針對(duì)四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車提出了一種防側(cè)滑的控制方法，僅通過檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的電流和轉(zhuǎn)速來檢測(cè)車輪的滑動(dòng)狀態(tài)；文獻(xiàn)[5]針對(duì)四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車提出了分層結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)力分配算法，改善車輛在濕滑路面或轉(zhuǎn)彎工況下的操縱性和穩(wěn)定性；文獻(xiàn)[6]研究了直接橫擺力偶矩(DYC)控制系統(tǒng)，通過對(duì)內(nèi)外輪轉(zhuǎn)矩的實(shí)時(shí)分配控制，改善車輛操縱穩(wěn)定性。

針對(duì)六輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)平地機(jī)的特點(diǎn)，分析牽引電機(jī)故障對(duì)車輛驅(qū)動(dòng)特性的影響，針對(duì)平地機(jī)在低附著路面行駛或偏載作業(yè)時(shí)出現(xiàn)的打滑工況，結(jié)合其轉(zhuǎn)向行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，研究有效的判定條件及同步控制方法。基于整車行駛穩(wěn)定性，對(duì)電機(jī)故障控制和同步控制策略進(jìn)行分析，制定了電機(jī)故障工況各輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩再分配的安全控制解決方案。利用Simulink搭建故障控制器和同步控制器模型，分析故障工況對(duì)整車行駛性能的影響。對(duì)車輛在對(duì)開路面加速過程的打滑工況進(jìn)行仿真，分析車輪打滑對(duì)整車行駛性能的影響。

1 電機(jī)故障控制和同步策略

1.1 電機(jī)故障控制策略

六輪驅(qū)動(dòng)平地機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 電傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

當(dāng)車輛行駛過程中電機(jī)發(fā)生通訊或系統(tǒng)故障時(shí)，主控制器通過CAN總線檢測(cè)到故障信息后應(yīng)自動(dòng)切入緊急故障控制狀態(tài)，并將檢測(cè)到的故障信息反饋到駕駛室的智能監(jiān)控界面，通知駕駛員采取緊急停車處理。若駕駛員無法及時(shí)察覺故障情況，不僅會(huì)造成車輛跑偏，甚至導(dǎo)致嚴(yán)重事故[7]。這些問題都會(huì)給車輛的安全行駛帶來隱患，也增大了駕駛員的駕駛負(fù)擔(dān)，因此有必要在驅(qū)動(dòng)控制過程中采用主動(dòng)的故障控制機(jī)制，以確保車輛安全行駛。

牽引電機(jī)的故障工況包括：?jiǎn)坞姍C(jī)故障，對(duì)側(cè)或同側(cè)電機(jī)故障以及多電機(jī)故障[8]，各電機(jī)故障因子γi的定義：

(1)

當(dāng)電機(jī)發(fā)生故障時(shí)，故障因子γi置 0，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)故障電機(jī)不分配驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，對(duì)正常工作的牽引電機(jī)按等狀態(tài)重新分配驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，這樣可以有效發(fā)揮車輪載荷的附著牽引能力[9]。通過限制給定牽引功率并按牽引特性曲線限制正常工作電機(jī)的給定轉(zhuǎn)矩指令，保證整車在較低車速和兩側(cè)牽引電機(jī)總輸出轉(zhuǎn)矩均衡的工況下運(yùn)行，故障控制框圖如圖2所示。這樣使得整車在部分電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)仍具有較好通過性和安全行駛穩(wěn)定性[10]。

圖2 電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障控制框圖

1.2 電機(jī)同步控制轉(zhuǎn)矩分配

當(dāng)平地機(jī)在兩側(cè)附著系數(shù)相差較大的路面行駛時(shí)，易出現(xiàn)單側(cè)驅(qū)動(dòng)輪過度滑轉(zhuǎn)的情況；作業(yè)過程中會(huì)出現(xiàn)偏載工況。這種負(fù)載引起非完全滑轉(zhuǎn)，會(huì)降低有效牽引力和整機(jī)壽命，加劇輪胎磨損，增大系統(tǒng)能量損耗，故要求整機(jī)具備同步控制作業(yè)功能。

同步控制是指在上述工況下保持兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速一致的控制方法。這種控制方法通過調(diào)節(jié)各輪電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)多輪轉(zhuǎn)速同步協(xié)調(diào)控制，具有響應(yīng)迅速、控制準(zhǔn)確，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)[11]。

平地機(jī)能夠通過前輪偏轉(zhuǎn)和鉸接兩種方式實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，其作業(yè)和轉(zhuǎn)場(chǎng)行駛時(shí)主要采用前輪偏轉(zhuǎn)的形式，當(dāng)鉸接轉(zhuǎn)向油缸以零度轉(zhuǎn)角鎖止時(shí)，視前后車架為剛性聯(lián)接[12]。前輪轉(zhuǎn)向示意圖如圖3所示，取右前轉(zhuǎn)向輪 f 為內(nèi)輪，左前轉(zhuǎn)向輪a為外輪，則理想純滾動(dòng)的內(nèi)外輪轉(zhuǎn)向角關(guān)系如式：

圖3 平地機(jī)轉(zhuǎn)向示意圖

(2)

式中：α為f 輪轉(zhuǎn)向角；β為a輪轉(zhuǎn)向角；δ為前軸中點(diǎn)名義轉(zhuǎn)角；K為主銷中心距；L為前后軸距。

當(dāng)平地機(jī)在水平地面上繞轉(zhuǎn)向中心O點(diǎn)采用鉸接轉(zhuǎn)向時(shí)，前軸中點(diǎn)和后軸中點(diǎn)的轉(zhuǎn)向半徑RH，RB滿足式(3)的關(guān)系：

(3)

式中：θ為鉸接轉(zhuǎn)向角；rl為后橋車輪中心至后軸的距離；B為輪距；LH,LB為前、后軸至鉸接點(diǎn)的距離。

由此可得到鉸接轉(zhuǎn)向時(shí)6個(gè)車輪的轉(zhuǎn)向半徑：

(4)

當(dāng)復(fù)合轉(zhuǎn)向時(shí)，根據(jù)圖2中的圖形幾何關(guān)系并利用正弦定理得：

(5)

bc輪心連線中點(diǎn)的轉(zhuǎn)向半徑 Rbc和de輪心連線中點(diǎn)的轉(zhuǎn)向半徑 Rde滿足式如下的關(guān)系[13]：

(6)

聯(lián)合式(5)和式(6)可得：

(7)

則，復(fù)合轉(zhuǎn)向時(shí)各輪的轉(zhuǎn)向半徑：

(8)

2 基于Simulink控制策略模型

2.1 故障控制器模型

故障控制機(jī)制是利用 MATLAB提供的S函數(shù)實(shí)現(xiàn)控制，故障控制器模型如圖4所示。故障控制層是在上層驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩分配的基礎(chǔ)上，建立基于轉(zhuǎn)矩控制的多變量輸入、多變量輸出的S函數(shù)模塊。根據(jù)控制所需的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)數(shù)量對(duì)mdlInitializeSizes子函數(shù)進(jìn)行修改，并利用mdlOutputs 函數(shù)定義故障控制的輸入、輸出變量，按照故障控制機(jī)制定義控制語句。

2.2 同步控制器模型

車輛在附著系數(shù)較低路面或偏載工況下行駛，同步控制的目標(biāo)是盡量充分利用打滑車輪的地面附著條件，提高整車的通過性。對(duì)于實(shí)際控制系統(tǒng)，由于控制對(duì)象結(jié)構(gòu)參數(shù)的時(shí)變特性和外界負(fù)載干擾等因素的影響，很難保證打滑車輪電機(jī)轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速完全相等[14]。因此不要求驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速恒等于目標(biāo)轉(zhuǎn)速，只要保證驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)速的誤差在一定范圍內(nèi)即可，這里取5%。

同步控制器的判定程序和轉(zhuǎn)速協(xié)調(diào)控制功能由MATLAB軟件提供的S函數(shù)完成，其Simulink模型如圖5所示。當(dāng)打滑判定生效后，系統(tǒng)實(shí)時(shí)計(jì)算的平均轉(zhuǎn)速與打滑車輪輪電機(jī)轉(zhuǎn)速的偏差進(jìn)行轉(zhuǎn)速協(xié)調(diào)控制，S函數(shù)的輸出為各輪電機(jī)轉(zhuǎn)矩(電流)的調(diào)節(jié)量。

圖5 同步控制器模型

2.3 同步控制整體結(jié)構(gòu)模型

同步控制與電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖6所示。同步控制器的輸入為各驅(qū)動(dòng)電機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速、上層分配目標(biāo)電流和電機(jī)外特性參數(shù)，當(dāng)判定成立后控制輸出目標(biāo)電流的調(diào)節(jié)量，結(jié)合上層分配電流得到的最終目標(biāo)電流值輸入電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)[15]。電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸出的電機(jī)轉(zhuǎn)矩經(jīng)輪邊減速器驅(qū)動(dòng)以S函數(shù)形式調(diào)用的整車模型adams_sub，車輪轉(zhuǎn)速再反饋回電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和同步控制器。

圖6 同步控制整體結(jié)構(gòu)圖

3 故障控制和同步控制分析

3.1 故障控制分析

電機(jī)故障控制方法，對(duì)車輛在良好路面上啟動(dòng)加速過程發(fā)生電機(jī)故障的工況進(jìn)行控制仿真分析。設(shè)計(jì)的故障工況如表1所示。

表1 電機(jī)故障工況分析

工況I分析結(jié)果如圖7所示。由圖7(a)可知，車輛加速行駛過程第3 sa輪電機(jī)故障，根據(jù)安全性控制規(guī)則保證兩側(cè)正常工作電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩均衡，即左側(cè)后橋b輪和c輪電機(jī)的轉(zhuǎn)矩之和等于右側(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩之和，且前、后橋電機(jī)按等狀態(tài)分配驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。左側(cè)兩電機(jī)的轉(zhuǎn)矩明顯增大，右側(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)矩經(jīng)過調(diào)整后略有增大，以滿足需求啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求。圖7(b)為無控制和采用故障控制兩種模式的車輛橫擺角速度和側(cè)向加速度對(duì)比曲線。由圖可見，采取故障控制后車輛的橫擺角速度和側(cè)向加速度只出現(xiàn)了微小的波動(dòng)，且最終穩(wěn)定在零附近，表明故障控制提高了車輛故障行駛的穩(wěn)定性。

(a) 各輪電機(jī)的轉(zhuǎn)矩曲線

(b) 橫擺角速度和側(cè)向加速度曲線

圖7 工況I分析結(jié)果

工況 II分析結(jié)果如圖8所示。

(a) 各輪電機(jī)的轉(zhuǎn)矩曲線

(b) 橫擺角速度和側(cè)向加速度曲線

圖8 工況II分析結(jié)果

由圖8(a)可知，當(dāng)?shù)?3 sa輪和e輪電機(jī)發(fā)生故障，兩側(cè)正常工作電機(jī)的轉(zhuǎn)矩經(jīng)過調(diào)整后等幅繼續(xù)增大，始終保持兩側(cè)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩均衡。左側(cè)后橋兩輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩相等，右側(cè)f和d輪按橋荷比分配驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。如圖8(b)所示，由于兩側(cè)各有一臺(tái)電機(jī)出現(xiàn)故障，所以對(duì)整車橫擺角速度和側(cè)向加速度的影響小于工況I，采用故障控制后兩個(gè)參數(shù)都基本穩(wěn)定在零附近，保證了車輛行駛穩(wěn)定性。

工況 III分析結(jié)果如圖9所示。

(a) 各輪電機(jī)的轉(zhuǎn)矩曲線

(b) 橫擺角速度和側(cè)向加速度曲線

圖9 工況III分析結(jié)果

由圖9(a)可知，當(dāng)?shù)?3 s左側(cè)的a輪和b輪電機(jī)發(fā)生故障，基于上層轉(zhuǎn)矩分配和中層故障控制調(diào)節(jié)作用后保持兩側(cè)輸出轉(zhuǎn)矩均衡，c輪的輸出轉(zhuǎn)矩明顯增大，在有限的地面附著條件下易增大車輪的滑轉(zhuǎn)程度。曲線S1為單獨(dú)故障控制；曲線S2為駕駛員干涉的故障控制：第4～5 s減小2%踏板行程，駕駛員通過減小加速踏板行程使得整車驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小。如圖9(b)所示，即使同側(cè)兩臺(tái)電機(jī)故障，采用故障控制后整車仍能夠保持良好行駛穩(wěn)定性。

工況IV分析結(jié)果如圖10所示。

(a) 各輪電機(jī)的轉(zhuǎn)矩曲線

(b) 橫擺角速度和側(cè)向加速度曲線

圖10 工況IV分析結(jié)果

由圖10可知，當(dāng)車輛行駛過程中出現(xiàn)單側(cè)電機(jī)全部故障時(shí)，較大的橫擺力矩會(huì)使得整車突然橫擺失穩(wěn)，容易造成駕駛員來不及修正或出現(xiàn)誤操作。為確保車輛緊急情況安全行駛，將對(duì)側(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩也置零，確保車輛兩側(cè)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的平衡，在一定程度上增加安全性能。轉(zhuǎn)矩曲線如圖10(b)所示，當(dāng)需要緊急轉(zhuǎn)移或跛行回家時(shí)，通過使能開關(guān)強(qiáng)制控制單側(cè)電機(jī)工作，單靠駕駛員方向修正驅(qū)動(dòng)車輛行駛。

3.2 同步控制分析

通過修改兩側(cè)車輪路面附著系數(shù)模擬車輛在對(duì)開路面行駛，左輪最高附著系數(shù)為0.8，右輪最高附著系數(shù)為0.2。車輛以等狀態(tài)控制加速至3.2 km/h后勻速行駛，第6～7 s各車輪施加1 500 N·m 的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，模擬加載行駛工況。從第7 s開始駕駛員在0.2 s內(nèi)突加20%加速踏板行程使車輛加速行駛。

(a) 電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩曲線

(b) 橫擺角速度與轉(zhuǎn)速比曲線

圖11 無控制時(shí)分析結(jié)果

無同步控制時(shí)的分析結(jié)果如圖11所示，當(dāng)同步控制沒有生效時(shí)，由于第6 s開始施加負(fù)載轉(zhuǎn)矩，在踏板給定功率下各輪轉(zhuǎn)速呈下降趨勢(shì)。第7 s加速時(shí)各輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩增大，低附著一側(cè)的f輪打滑，轉(zhuǎn)速迅速增大，轉(zhuǎn)矩下降至350 N·m，后橋e和d輪轉(zhuǎn)速也有較小波動(dòng)。

結(jié)合電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩曲線可知，f輪打滑時(shí)電機(jī)的消耗功率比重增大，其他電機(jī)相應(yīng)減少，導(dǎo)致整車牽引轉(zhuǎn)矩下降。由兩側(cè)車輪電機(jī)的轉(zhuǎn)速比和整車橫擺角速度曲線可見，前橋f輪與a輪的轉(zhuǎn)速比從第7.5 s 開始超出判定閾值，后橋兩側(cè)車輪的轉(zhuǎn)速比也有波動(dòng)，但沒有超出閾值范圍。由于車速不高，f輪打滑時(shí)整車的橫擺角速度出現(xiàn)較小波動(dòng)。

同步控制時(shí)的分析結(jié)果如圖12所示。

(a) 電機(jī)轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩曲線

(b) 橫擺角速度與轉(zhuǎn)速比曲線

(c) 車速和電流系數(shù)曲線

圖12 同步控制下的分析結(jié)果

由圖12(a)和圖12(b)可知，前軸速比超出打滑判定閾值并持續(xù)1 s后，同步控制第8.6 s開始工作。在同步控制過程中，f輪消耗的功率隨著其轉(zhuǎn)速的下降而減小，整車用于驅(qū)動(dòng)的有效功率隨之增加，因此其他車輪電機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩有所增大，從而增強(qiáng)了整車的通過性。同步控制使得打滑車輪轉(zhuǎn)速快速下降至平均水平，整車橫擺角速度的波動(dòng)變得很小，車輛出現(xiàn)的輕微跑偏可以由駕駛員通過方向盤進(jìn)行修正。由圖12(c)可知，同步控制是通過控制打滑車輪的轉(zhuǎn)矩達(dá)到調(diào)整轉(zhuǎn)速的效果，減小了系統(tǒng)損耗功率，從而增大了有效驅(qū)動(dòng)功率，使車輛在同步控制時(shí)具有良好的通過性和穩(wěn)定性。在同步控制作用下，f輪的電流系數(shù)在 10.2 s 恢復(fù)到平均轉(zhuǎn)矩5%范圍內(nèi)，可退出同步控制。

4 結(jié) 語

針對(duì)六輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)平地機(jī)牽引電機(jī)故障及在低附著路面行駛或偏載作業(yè)時(shí)出現(xiàn)的打滑現(xiàn)象，結(jié)合其轉(zhuǎn)向行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，研究有效的故障控制和同步控制方法。基于整車行駛穩(wěn)定性，對(duì)電機(jī)故障控制和同步控制策略進(jìn)行分析，制定了電機(jī)故障工況各輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩再分配的安全控制解決方案。利用Simulink搭建故障控制器和同步控制器模型，分析故障工況和打滑工況對(duì)整車行駛穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明：不同的電機(jī)故障工況分析可知，在控制策略下，故障輪的橫擺角速度和側(cè)向加速得到有效控制，車輛行駛穩(wěn)定；車輛在對(duì)開路面加速過程的打滑工況下，同步控制提高了有效驅(qū)動(dòng)功率，有效控制車輪打滑，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的再分配，增強(qiáng)了整車通過性和穩(wěn)定性；故障和同步控制提高了車輛故障行駛的穩(wěn)定性和通過性。

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Analysis of Fault and Synchronous Control of Traction Motor Based on Vehicle Handing Stability

JINGYu-jun

(Zhongshan Polytechnic, Guangdong 528400, China)

Electric drive grader driving road conditions is complex, and there are always some parts of motor communication or system failure in running, so the active fault control mechanism is need to be used to ensure that the vehicle safe driving. When the grader is running on the road that the friction coefficient of the road is a large difference between the two sides, there is easy to appear unilateral drive wheel over slip and partial load condition. To the above problems, based on the vehicle handing stability, the motor fault control and synchronous control strategy were analyzed, and the safety control solution of the wheel drive torque redistribution in motor fault conditions was established. The model of the fault controller and the synchronous controller was built based on Simulink, and the influence of the failure mode on the vehicle driving performance was analyzed. The results show that the stability and the passing of the vehicle fault are improved by the fault and the synchronous control. The design of the fault and synchronization controller for the vehicle in the process of driving on the road to speed up the process of the sliding mode, analysis of the impact of wheel slip on the vehicle driving performance, synchronous control to improve the effective driving power, and enhance the vehicle passed and stability.

six-wheel electric drive grader; traction motor; fault control; synchronous control; handing stability; traffic ability

2016-01-14

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51305333)；陜西省科學(xué)技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃工業(yè)攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目(2014K07-23)

TM34

A

1004-7018(2016)08-0070-06

景玉軍(1979-)，男，碩士，講師，主要研究方向?yàn)橹悄芙煌半姍C(jī)控制技術(shù)。