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基于递归模糊神经网络的悬挂式空轨车辆独立旋转车轮控制策略

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第1 章绪论

1.1研究背景与研究意义

1.2 悬挂式空轨车辆概述

1.2.1悬挂式空轨车辆的结构特点

1.2.2 悬挂式空轨车辆优势

1.2.3国内外悬挂式空轨车辆现状

1.3永磁同步电机概述

1.3.1永磁同步电机发展历程

1.3.2 永磁同步电机的控制策略

1.3.3永磁同步电机控制系统的控制算法

1.4车辆电机的独立控制

1.4.1独立驱动车辆综述

1.4.2独立驱动车辆的研究现状

1.5 本文主要研究内容及思路

第2 章永磁同步电机的数学模型与矢量控制原理

2.1 PMSM的构成原理

2.1.1 PMSM 的结构

2.1.2 PMSM 的分类与物理模型

2.2 PMSM的数学模型

2.3 永磁同步电机的矢量控制系统

2.4 空间矢量脉宽调制(SVPWM)

2.4.1 电压空间矢量的定义

2.4.2 SVPWM 原理

2.4.3 SVPWM 的合成

2.4.3 SVPWM 的扇区判断

2.5 本章小结

第3 章永磁同步电机的控制算法研究

3.1 PI控制算法下的永磁同步电机的矢量控制仿真

3.1.1 永磁同步电机仿真模型

3.1.2永磁同步电机的仿真参数

3.1.3 PI 控制算法下的仿真结果

3.2 基于模糊自整定PI的永磁同步电机控制

3.2.1 模糊控制原理

3.2.2 模糊自整定PI 控制器的设计

3.2.3 模糊PI 控制算法下的仿真结果

3.3 基于递归模糊神经网络的永磁同步电机控制

3.3.1 神经网络与神经网络控制

3.3.2递归神经网络

3.3.3 递归模糊神经网络与递归模糊神经控制器的设计

3.3.4递归模糊神经网络的学习算法

3.3.5 递归模糊神经网络控制算法下的仿真结果

3.4本章小结

第4 章基于速度协同的空轨车辆独立旋转车轮控制策略

4.1 基于速度协同的空轨车辆独立旋转车轮同步控制

4.1.1 电机同步控制方法

4.1.2偏差耦合的同步控制系统仿真

4.1.3 多电机偏差耦合同步控制仿真结果

4.2 基于速度协同的空轨车辆差速转向控制

4.2.1 车辆转向分析

4.2.2 差速控制仿真结果分析

4.3本章小结

第5 章基于转矩分配的空轨车辆独立旋转车轮控制策略

5.1 永磁同步电机的转矩跟踪控制

5.2 转矩分配的实现

5.3 基于转矩分配策略的空轨车辆独立旋转车轮同步控制

5.4 基于转矩分配策略的空轨车辆独立旋转车轮转向控制

5.5本章小结

结 论

致 谢

参考文献

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摘要

随着我国大城市的持续开发与其人口的集聚,城市交通受到了严峻考验,常规交通工具面临无法满足城市人口交通需求、建设成本过高、地面土地资源紧张等问题。相关研究显示,新的城市公共交通系统能有效解决城市交通拥堵、交通资源紧张等问题,具有多重优点悬挂式空轨车辆即为以上问题的有效解决思路之一。然而,目前已有的悬挂式空轨车辆大多采用的是轨道梁—导向轮的被动导向机制,这种依靠导向轮与轨道梁相互作用力的导向方式可能影响车辆运行平稳性、车辆曲线通过速度,甚至造成轨道梁造价的提高,采用独立车轮的车辆主动转向控制技术能有效缓解空轨车辆导向轮与轨道梁间的作用力,提高车辆曲线通过速度与运行平稳性。  基于以上背景,本文以采用独立旋转车轮的悬挂式空轨车辆为对象,结合电动车领域提出的独立车轮主动转向控制技术,对悬挂式空轨车辆独立车轮的控制策略进行了研究。  文章首先在电机矢量控制系统下对传统PI、模糊PI、递归模糊神经网络三种电机控制算法进行了讨论,并对三种控制器下的电机矢量控制系统进行了仿真,基于仿真结果确定了递归模糊神经网络控制器作为车辆主要的电机控制器。  其次根据车辆不同运行情况下的独立车轮速度关系分析,制定了基于速度协同关系下的悬挂式空轨车辆独立车轮控制策略,并进行了仿真验证。  最后,根据车辆动力学分析得出的转矩分配结果,制定了基于转矩分配关系下的悬挂式空轨车辆独立车轮控制策略,并通过仿真验证了有效性。

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