电动车辆双电机驱动控制研究
电动车辆双电机驱动控制研究[20191208102712]
摘要
随着当今日益严重的空气污染、道路交通拥堵以及石油等不可再生能源减少等问题的出现，研究新能源汽车是一件迫在眉睫的事。而电动汽车在新能源汽车的研发出逐渐展露出它的优势，因此很多企业以及科研人员都为此投入了大量的研究。而本论文研究的是双电机驱动控制，这是一种新的模型。双电机驱动，就是用两个电机独立驱动汽车驱动轮使其可以实现灵活的车辆转向、原地转弯、前进、后退等运动状态。这种驱动方式具有控制灵活、车辆反应迅速、车体控制稳定等优势。
本文主要设计了一个利用两个永磁无刷直流电机作为能源的双电机后轮独立驱动模型。主要研究的内容有永磁无刷直流电机，双电机驱动系统。本文首先阐述了国内外现今对双电机驱动的研究成果，然后对设计的模型进行分步研究，最后通过仿真分析验证此模型的可行性及稳定性。
关键字:双电机无刷直流电机驱动系统
目录
第一章 绪论 5
1.1选题意义以及课题背景 5
1.2研究内容 5
1.3现阶段国内、外电动汽车驱动发展状况 6
1.4研究电子差速系统的意义和方法 7
1.4.1意义 7
1.4.2方法 7
第二章 永磁无刷直流电机的选择研究 11
2.1电机的比较 11
2.2无刷直流电动机的简介及技术优势 11
2.2.1简介 11
2.2.2技术优势 12
2.3永磁无刷直流电机的基本结构 13
2.4永磁无刷直流电机的工作原理 15
2.5永磁无刷直流电机的数学模型 16
2.5.1电压方程 16
2.5.2电机等效电路 17
2.5.3电机转矩方程 18
2.5.4电机状态方程 19
第三章 双电机驱动系统的研究 20
3.1电动汽车纵向行驶模型 20
3.2永磁无刷直流电机的选型 21
3.2.1连续力矩的计算 23
3.2.2电枢绕组 23
3.3双电机驱动控制的研究及其仿真分析 25
3.3.1控制策略 25
3.3.2仿真分析 27
参考文献 32
第一章 绪论
1.1选题意义以及课题背景
这些年来,伴随汽车的普及 ,家庭汽车的保有量越来越大。虽然这样是提高了工作效率，但是同时也给人们生活带来了许多不好的影响。我们先不谈石油天然气这些不可再生资源会越来越少,单单是越来越严重的大气污染,就让人很忧心。所以开发汽车动力的新能源来取代污染严重的传统车,是一件要紧的事情。而在现有的新能源汽车里，电动汽车取代传统内燃机汽车在将来是有很高可行性的。
但是对于现在的大型电动机驱动的客车来说，因为现在的大功率电机驱动系统以及它们的传动系统都是有很大限制的，都是用的一台电动机集中驱动的方式，这样就对电动机要求具备很大转矩以及功率。但是实现电动机大的转矩就需要传动轴变粗，电动机高速运转使得旋转部件的线速度大大的增高。然而如果使用现有的多个小功率的电动机组合驱动来替换一个大功率电机集中驱动的方式，这样就能改变现有的大功率电动机传动系统和驱动系统的缺陷。而且如何使用双电机的形式来驱动汽车能够获得更大的能量回收率，还能够让电动汽车的行驶效率得到提升。而且如果使用双电机来驱动汽车的话，这样能减小单台电动机的额定质量、体积以及功率，更能使得汽车里面的传动线路得到简化，从而使得汽车的制造成本降低。因为使用双电机独立驱动，这样可以很大的改善电动汽车的驱动以及行驶的性能，还能够让电动汽车的驾驶安全性得到提高，从而减少交通事故的发生。
1.2研究内容
本论文的研究部分有，永磁直流无刷电动机、双电机启动系统、电动汽车电子差速系统的研究。成为电动汽车启动的电机的控制系统是电动车驱动体系的核心部位。与传统内燃机汽车比拟而言，电动车电机驱动控制响应速度要更快，并且精度更高。尤其对那些驱动的电机是直接衔接到主驱动轮上的电动车来说，这样能使每一个驱动轮的转矩获得单独的控制。想让传统内燃机汽车上先进的控制系统在电动车上实现，我们可以运用软件来控制电动机从而得到相同的效果。而且这个相比于传统汽车来说，拥有更高的操作性能以及成本低的诸多优势。
所以，本论文做了一个设计，用永磁直流无刷电机作启动电机的双电机驱动电动汽车的纵向行驶和转弯行驶模型。
1.3现阶段国内、外电动汽车驱动发展状况
电动机驱动系统作为现有的电动汽车的核心技术之一，在电动车上起到驱动电动汽车前进且能回收制动能量的作用。在纯电动汽车和燃料电池汽车上，电机驱动系统作为车辆唯一的驱动力来源，提供了车辆行驶全部的驱动力，保证车辆的行驶动力性、平顺性等性能，其作用相当于传统汽车的发动机。但是，由于电机驱动系统能够工作在回馈制动状态，所以该系统还具备了传统传统发动机所无法实现的能量回馈功能，即电机驱动系统在车辆制动时，可将车辆的动能经过驱动系的发电特性改换为电能保存到车载电源系统中。
1.日本
最近一段时间内，日本大量生产的电动车上大多是用永磁同步电机当做驱动系。这些电机的重要优点在于它们比较于交流感应电机，拥有更小的体积，但效率却更高，唯一的不足是成本很贵。
2.欧美
西方国家在这些年中生产的电动车大多是使用交流感应电机来做驱动系统，它的具有低价格，可靠的性能等优点；不足之处是启动转矩比较小，工作起来效率很低。
3.中国
当前在我们国家的现状是生产电动车的驱动电机的厂家比较多，大概有30来家，但是这些厂家存在普遍的不足之处是规模小，实力差。
（1）电动汽车双电机驱动控制
虽然集中式的驱动在现有的电动车驱动中处于主流地位，然而由于汽车独立驱动拥有很多集中式驱动所不具备的优点，并且伴着电动机调速科技的日益提升和人们对于汽车内部布局的新需求，这种汽车独立驱动方式将来会成为电动车驱动的主要方式。
伊朗的Farzad Tahami以及德黑兰学校的Reza Kazemi等人一起做了一台使用双电机独立启动的样板车，其驱动系统采用的是电机与减速器组合式驱动系统。
我国北京理工大学的林程博士一些人一起独创了一种拥有防滑差速能力的双电机单独驱动的电动车。该车结构能尽量减少对汽车传统结构的改造工作，同时两个电机在系统上能过做到功能冗余，一旦一个电机损坏，通过防滑差速装置同样可以使车辆行驶。[1]
1.4研究电子差速系统的意义和方法
1.4.1意义
在汽车转弯运动的时候车辆外侧的轮胎的行驶路程会比汽车里侧轮胎的行驶路程长。所以，假如使用单独一个驱动轴把动力传给左右两边的车轮上，那么就会使得左右两边轮胎上的速度相等，这样就会让的两边车轮在同样的时间内转过同等的距离，但是如果是这样的话，就与之前的汽车的转弯运动学是不符合的。这样的结果，会导致外侧驱动轮产生滑移或是滑转，从而会产生使轮胎寿命降低，还会降低操纵稳定性，消耗不必要的功率等一系列不好的后果。
在传统的汽车上，为了让汽车在转弯的时候使内外的轮胎拥有不等的速度是使用机械差速器来达到的。
在本次论文中，我设计了一个用永磁无刷直流电动机作为能源的双电机后轮独立驱动的电动汽车，这里面的电机是独立自主的驱动左右两边车轮的。因此，为了保证汽车转弯时不出现拖滑现象，需要设计有效的电子差速系统。[2]
1.4.2方法
在设计电子差速系统之前，我们需要对前人在设计电动汽车差速系统的不同方式来进行比较研究。从电动车的出现到发展到现今，它的驱动系统的方式主要形成两类：集中驱动以及分布驱动。电动汽车的集中驱动只是将传统汽车上的内燃机用一个电机来代替，并且里面的传动部位的布置不变的一种驱动方式；然而分布驱动则是电动汽车使用双电机独立驱动的一种驱动方式。那些用分布驱动作为驱动方式的电动车相比于传统的内燃机车，在机动性、汽车内部利用率、控制性等方面都更有优势，并且也优于集中驱动的电动汽车。因此，现在发展使用分布驱动是发展电动车驱动的一个关键方向。使用集中驱动方式的电动车在进行转弯时是通过机械差速器的差速来完成的，然而使用分布驱动方式的电动车的每个驱动轮是单个连接各自的电动机转子的，它们每一个电动机转子都能独自提供驱动力矩的，左右两个驱动轮中间是减去了机械差速器的。由此可见，保证分布式驱动电动汽车的两驱动轮进行差速，完成预期转向的差速系统是分布式驱动电动汽车研究的重点之一。
目前，对于差速系统研究的方向主要有两个：第一个是集中于使用基于各类控制知识的差速控制方式的电子差速系统调节电机的研究上；第二个是集中于自适应差速的特殊电机设计上。
（1）电子差速系统调节电机的研究
电子差速是一种使用基于各类控制知识的差速策略设计控制器控制左右两个驱动轮驱动电机实现电动汽车转向时差速的方法。
①控制结构
电子差速系统控制结构有两种：两轮差速控制和四轮差速控制。
两轮差速控制
两个车轮差速控制是被使用在前面车轮当做导向车轮，后面两个车轮作为驱动的电动车上的一种控制。应用这种控制的汽车在转弯的时候，是通过控制器来改变后面两个车轮的驱动电动机来完成差速这个环节的。相比较四个车轮差速控制而言，因为它单单需要控制两个驱动马达，然后使得系统结构以及策略都要比较简单。所以，现在的差速研究很多人都使用的是两个车轮差速控制这种方式。
四轮差速控制
四个车轮差速控制是被使用在四个驱动电动机单独各自驱动的电动车上，并通过单个控制单元来收集所有信息，使用事先选择好的算法来变换四个驱动电机的转速来完成转向。将左前轮的转动的速度当做标准车速，然后来改变另外三个车轮的速度，从而使得四个车轮向着中间同等角度来转动，以此来完成差速。
②控制模型
在规划电子差速控制策略的时候，关于整车的控制数模，科研人都是使用理想化的 Ackermann&Jeantand 模型转弯模型来当做研究的模型。这个模型是假定在这些条件都成立下才能建立的：在转弯过程中，四个车轮的中心线交于同个转向中心 ；在汽车行驶时四个轮胎作纯滚动（相当于不计算车轮其它的行驶状态）；汽车整体看成刚性；轮胎的形变和侧面的力为正比。符合以上的条件之外，还要在解析整车动力学的时候省略掉车的悬架特征，然后选用纵、侧向以及横摆三个不同的自由度，以此创建整车动力学数模。
但是，有些研究者觉得不用创建转弯模型，只要对照于驱动车轮来创建电动车轮的旋转动力学式子就能进行研究。
③控制变量
针对控制变量的选择，依据现在有的资料和研究成果解析来看，具有两种可供选择。第一个是用电动机输出的转速当做控制的变量；第二个是用电机输出的转矩当做控制的变量。
然而，针对上述两种以不同的参数作为控制变量的选择，不同科研者拥有自己不一样的选择。有些人觉得汽车在路上行驶时会遇到不同的情况，每个驱动车轮的负荷转矩变化快而且不确定的因素很多，如果使用转矩控制当做驱动车轮的控制方式，这样就会让的在控制系统上面的电子差速算法很繁琐，还会使控制效果不稳定。也有的人觉得用各个车轮的转速来当做控制的变量。在转角确定的条件下，四个车轮的速度以及车子的速度这五个变量的自由度是一。假如现在后面两个车轮作为驱动轮，并且对两个驱动车轮实行控制转速，如果在现实操作中一有差错，就会使车轮出现滑转，导致系统稳定性差。
所以，这两种控制方法都存在各自的不足之处。本人从理论出发，认为以滑移率作为控制的方法更好，然而怎样使电子差速算法得到简化还需要更深的专研。还可以根据汽车在行驶时遇到不同路况时采用不同的变量作为控制的变量，这也是一种研究的新方式。
④控制策略
依据现有的研究资料和文献可知，科研者主要使用的是下面几种控制理论。
开关控制理论
使用开关控制可以增强控制的稳定性。
滑模控制理论
滑模控制是一类特别的非线性的控制方式，其是依照汽车行驶时的状况、偏差和它的导数值，然后在不一样的地方，用理想开关的方法改变控制变量的数值，让的汽车的状态接近于理想。它的最大优点就是系统拥有非常强的不敏感性。滑模控制现在被使用在各种工业中，用来作控制部分。
神经网络算法
是一种基于BP网络的电子差速控制系统。其实就是依据以往的经验，对理论的分析和判断来总结出一个体系。在这种方法上让神经网络拥有与人一样的智能，这样汽车就能在行驶转弯时自行完成差速。
粒子群优化算法
粒子群优化算法是模仿鸟类的迁徙以及共同生活这种方式的一种集体智能的演化计算技术。这种算法能够最大程度的解决问题，而且计算快。
依据上面的解析可以得出，电动车在转向时对驱动车轮的转矩或者转速的单独控制就是电子差速。现今，越来越多的科研者更喜欢以转矩来进行单独控制，这里接触了驱动防滑的知识。所以，在进行电子差速专研的同时也要考虑到驱动防滑。
现今已经有很多研究人员根据汽车动力学控制来进行研究。目前大部分研究在使用基于滑模控制、模糊控制和最优控制等现代控制理论的方法后都获得了很好的成果。
（2）自适应差速研究
我们这里所说的自适应差速，它的原理是与以前的传统汽车的机械差速器的原理是类似的。汽车本身的驱动电机就拥有了差速的性能，当汽车在转弯的时候电机就会自动完成差速。双转子电机直接安装在驱动桥上，代替常规机械驱动桥的传动轴、主减速器和差速器等构件，集驱动、差速、制动能量再生为一体。这种双转子电机可以使电机里面的空间利用率达到最大化，以此提高电机的工作功率及效率，所以大多数的科研者都喜欢这种自适应差速方法。[3]
第二章永磁无刷直流电机的选择研究
2.1电机的比较
电动机按工作电源种类可以划分为：交流电动机和直流电动机。
由于本次设计的双电机后轮独立驱动控制电动小车的能量来源是直流 电，所以我们现在能够选的电机是，直流伺服电动机、有刷直流电动机或是永磁无刷直流电动机。
直流伺服电动机具有信号电压等于零的时候发生不自转，而且当它的转矩变大时它的速度就会逐渐下降。但是它拥有质量小、体积小的特点，而且容易被操作。然而它在启动的时候由于转矩过大，所以不适合本人设计的双电机驱动的电动汽车。
因为有刷直流电机的转动力矩相比其它电机变化的范围大，容易被操作，而且它的反应快，速度的变化范围也大，结构又不是很复杂，制造成本便宜，所以正好符合于双电机后轮独立驱动控制电动小车高性能的要求；但是由于它有电刷的存在，会带来一系列不好的影响。会使得电动机在工作时噪声变大，会是换向器产生磨损，也会降低电机本身的使用寿命。
摘要
随着当今日益严重的空气污染、道路交通拥堵以及石油等不可再生能源减少等问题的出现，研究新能源汽车是一件迫在眉睫的事。而电动汽车在新能源汽车的研发出逐渐展露出它的优势，因此很多企业以及科研人员都为此投入了大量的研究。而本论文研究的是双电机驱动控制，这是一种新的模型。双电机驱动，就是用两个电机独立驱动汽车驱动轮使其可以实现灵活的车辆转向、原地转弯、前进、后退等运动状态。这种驱动方式具有控制灵活、车辆反应迅速、车体控制稳定等优势。
本文主要设计了一个利用两个永磁无刷直流电机作为能源的双电机后轮独立驱动模型。主要研究的内容有永磁无刷直流电机，双电机驱动系统。本文首先阐述了国内外现今对双电机驱动的研究成果，然后对设计的模型进行分步研究，最后通过仿真分析验证此模型的可行性及稳定性。
关键字:双电机无刷直流电机驱动系统
目录
第一章 绪论 5
1.1选题意义以及课题背景 5
1.2研究内容 5
1.3现阶段国内、外电动汽车驱动发展状况 6
1.4研究电子差速系统的意义和方法 7
1.4.1意义 7
1.4.2方法 7
第二章 永磁无刷直流电机的选择研究 11
2.1电机的比较 11
2.2无刷直流电动机的简介及技术优势 11
2.2.1简介 11
2.2.2技术优势 12
2.3永磁无刷直流电机的基本结构 13
2.4永磁无刷直流电机的工作原理 15
2.5永磁无刷直流电机的数学模型 16
2.5.1电压方程 16
2.5.2电机等效电路 17
2.5.3电机转矩方程 18
2.5.4电机状态方程 19
第三章 双电机驱动系统的研究 20
3.1电动汽车纵向行驶模型 20
3.2永磁无刷直流电机的选型 21
3.2.1连续力矩的计算 23
3.2.2电枢绕组 23
3.3双电机驱动控制的研究及其仿真分析 25
3.3.1控制策略 25
3.3.2仿真分析 27
参考文献 32
第一章 绪论
1.1选题意义以及课题背景
这些年来,伴随汽车的普及 ,家庭汽车的保有量越来越大。虽然这样是提高了工作效率，但是同时也给人们生活带来了许多不好的影响。我们先不谈石油天然气这些不可再生资源会越来越少,单单是越来越严重的大气污染,就让人很忧心。所以开发汽车动力的新能源来取代污染严重的传统车,是一件要紧的事情。而在现有的新能源汽车里，电动汽车取代传统内燃机汽车在将来是有很高可行性的。
但是对于现在的大型电动机驱动的客车来说，因为现在的大功率电机驱动系统以及它们的传动系统都是有很大限制的，都是用的一台电动机集中驱动的方式，这样就对电动机要求具备很大转矩以及功率。但是实现电动机大的转矩就需要传动轴变粗，电动机高速运转使得旋转部件的线速度大大的增高。然而如果使用现有的多个小功率的电动机组合驱动来替换一个大功率电机集中驱动的方式，这样就能改变现有的大功率电动机传动系统和驱动系统的缺陷。而且如何使用双电机的形式来驱动汽车能够获得更大的能量回收率，还能够让电动汽车的行驶效率得到提升。而且如果使用双电机来驱动汽车的话，这样能减小单台电动机的额定质量、体积以及功率，更能使得汽车里面的传动线路得到简化，从而使得汽车的制造成本降低。因为使用双电机独立驱动，这样可以很大的改善电动汽车的驱动以及行驶的性能，还能够让电动汽车的驾驶安全性得到提高，从而减少交通事故的发生。
1.2研究内容
本论文的研究部分有，永磁直流无刷电动机、双电机启动系统、电动汽车电子差速系统的研究。成为电动汽车启动的电机的控制系统是电动车驱动体系的核心部位。与传统内燃机汽车比拟而言，电动车电机驱动控制响应速度要更快，并且精度更高。尤其对那些驱动的电机是直接衔接到主驱动轮上的电动车来说，这样能使每一个驱动轮的转矩获得单独的控制。想让传统内燃机汽车上先进的控制系统在电动车上实现，我们可以运用软件来控制电动机从而得到相同的效果。而且这个相比于传统汽车来说，拥有更高的操作性能以及成本低的诸多优势。
所以，本论文做了一个设计，用永磁直流无刷电机作启动电机的双电机驱动电动汽车的纵向行驶和转弯行驶模型。
1.3现阶段国内、外电动汽车驱动发展状况
电动机驱动系统作为现有的电动汽车的核心技术之一，在电动车上起到驱动电动汽车前进且能回收制动能量的作用。在纯电动汽车和燃料电池汽车上，电机驱动系统作为车辆唯一的驱动力来源，提供了车辆行驶全部的驱动力，保证车辆的行驶动力性、平顺性等性能，其作用相当于传统汽车的发动机。但是，由于电机驱动系统能够工作在回馈制动状态，所以该系统还具备了传统传统发动机所无法实现的能量回馈功能，即电机驱动系统在车辆制动时，可将车辆的动能经过驱动系的发电特性改换为电能保存到车载电源系统中。
1.日本
最近一段时间内，日本大量生产的电动车上大多是用永磁同步电机当做驱动系。这些电机的重要优点在于它们比较于交流感应电机，拥有更小的体积，但效率却更高，唯一的不足是成本很贵。
2.欧美
西方国家在这些年中生产的电动车大多是使用交流感应电机来做驱动系统，它的具有低价格，可靠的性能等优点；不足之处是启动转矩比较小，工作起来效率很低。
3.中国
当前在我们国家的现状是生产电动车的驱动电机的厂家比较多，大概有30来家，但是这些厂家存在普遍的不足之处是规模小，实力差。
（1）电动汽车双电机驱动控制
虽然集中式的驱动在现有的电动车驱动中处于主流地位，然而由于汽车独立驱动拥有很多集中式驱动所不具备的优点，并且伴着电动机调速科技的日益提升和人们对于汽车内部布局的新需求，这种汽车独立驱动方式将来会成为电动车驱动的主要方式。
伊朗的Farzad Tahami以及德黑兰学校的Reza Kazemi等人一起做了一台使用双电机独立启动的样板车，其驱动系统采用的是电机与减速器组合式驱动系统。
我国北京理工大学的林程博士一些人一起独创了一种拥有防滑差速能力的双电机单独驱动的电动车。该车结构能尽量减少对汽车传统结构的改造工作，同时两个电机在系统上能过做到功能冗余，一旦一个电机损坏，通过防滑差速装置同样可以使车辆行驶。[1]
1.4研究电子差速系统的意义和方法
1.4.1意义
在汽车转弯运动的时候车辆外侧的轮胎的行驶路程会比汽车里侧轮胎的行驶路程长。所以，假如使用单独一个驱动轴把动力传给左右两边的车轮上，那么就会使得左右两边轮胎上的速度相等，这样就会让的两边车轮在同样的时间内转过同等的距离，但是如果是这样的话，就与之前的汽车的转弯运动学是不符合的。这样的结果，会导致外侧驱动轮产生滑移或是滑转，从而会产生使轮胎寿命降低，还会降低操纵稳定性，消耗不必要的功率等一系列不好的后果。
在传统的汽车上，为了让汽车在转弯的时候使内外的轮胎拥有不等的速度是使用机械差速器来达到的。
在本次论文中，我设计了一个用永磁无刷直流电动机作为能源的双电机后轮独立驱动的电动汽车，这里面的电机是独立自主的驱动左右两边车轮的。因此，为了保证汽车转弯时不出现拖滑现象，需要设计有效的电子差速系统。[2]
1.4.2方法
在设计电子差速系统之前，我们需要对前人在设计电动汽车差速系统的不同方式来进行比较研究。从电动车的出现到发展到现今，它的驱动系统的方式主要形成两类：集中驱动以及分布驱动。电动汽车的集中驱动只是将传统汽车上的内燃机用一个电机来代替，并且里面的传动部位的布置不变的一种驱动方式；然而分布驱动则是电动汽车使用双电机独立驱动的一种驱动方式。那些用分布驱动作为驱动方式的电动车相比于传统的内燃机车，在机动性、汽车内部利用率、控制性等方面都更有优势，并且也优于集中驱动的电动汽车。因此，现在发展使用分布驱动是发展电动车驱动的一个关键方向。使用集中驱动方式的电动车在进行转弯时是通过机械差速器的差速来完成的，然而使用分布驱动方式的电动车的每个驱动轮是单个连接各自的电动机转子的，它们每一个电动机转子都能独自提供驱动力矩的，左右两个驱动轮中间是减去了机械差速器的。由此可见，保证分布式驱动电动汽车的两驱动轮进行差速，完成预期转向的差速系统是分布式驱动电动汽车研究的重点之一。
目前，对于差速系统研究的方向主要有两个：第一个是集中于使用基于各类控制知识的差速控制方式的电子差速系统调节电机的研究上；第二个是集中于自适应差速的特殊电机设计上。
（1）电子差速系统调节电机的研究
电子差速是一种使用基于各类控制知识的差速策略设计控制器控制左右两个驱动轮驱动电机实现电动汽车转向时差速的方法。
①控制结构
电子差速系统控制结构有两种：两轮差速控制和四轮差速控制。
两轮差速控制
两个车轮差速控制是被使用在前面车轮当做导向车轮，后面两个车轮作为驱动的电动车上的一种控制。应用这种控制的汽车在转弯的时候，是通过控制器来改变后面两个车轮的驱动电动机来完成差速这个环节的。相比较四个车轮差速控制而言，因为它单单需要控制两个驱动马达，然后使得系统结构以及策略都要比较简单。所以，现在的差速研究很多人都使用的是两个车轮差速控制这种方式。
四轮差速控制
四个车轮差速控制是被使用在四个驱动电动机单独各自驱动的电动车上，并通过单个控制单元来收集所有信息，使用事先选择好的算法来变换四个驱动电机的转速来完成转向。将左前轮的转动的速度当做标准车速，然后来改变另外三个车轮的速度，从而使得四个车轮向着中间同等角度来转动，以此来完成差速。
②控制模型
在规划电子差速控制策略的时候，关于整车的控制数模，科研人都是使用理想化的 Ackermann&Jeantand 模型转弯模型来当做研究的模型。这个模型是假定在这些条件都成立下才能建立的：在转弯过程中，四个车轮的中心线交于同个转向中心 ；在汽车行驶时四个轮胎作纯滚动（相当于不计算车轮其它的行驶状态）；汽车整体看成刚性；轮胎的形变和侧面的力为正比。符合以上的条件之外，还要在解析整车动力学的时候省略掉车的悬架特征，然后选用纵、侧向以及横摆三个不同的自由度，以此创建整车动力学数模。
但是，有些研究者觉得不用创建转弯模型，只要对照于驱动车轮来创建电动车轮的旋转动力学式子就能进行研究。
③控制变量
针对控制变量的选择，依据现在有的资料和研究成果解析来看，具有两种可供选择。第一个是用电动机输出的转速当做控制的变量；第二个是用电机输出的转矩当做控制的变量。
然而，针对上述两种以不同的参数作为控制变量的选择，不同科研者拥有自己不一样的选择。有些人觉得汽车在路上行驶时会遇到不同的情况，每个驱动车轮的负荷转矩变化快而且不确定的因素很多，如果使用转矩控制当做驱动车轮的控制方式，这样就会让的在控制系统上面的电子差速算法很繁琐，还会使控制效果不稳定。也有的人觉得用各个车轮的转速来当做控制的变量。在转角确定的条件下，四个车轮的速度以及车子的速度这五个变量的自由度是一。假如现在后面两个车轮作为驱动轮，并且对两个驱动车轮实行控制转速，如果在现实操作中一有差错，就会使车轮出现滑转，导致系统稳定性差。
所以，这两种控制方法都存在各自的不足之处。本人从理论出发，认为以滑移率作为控制的方法更好，然而怎样使电子差速算法得到简化还需要更深的专研。还可以根据汽车在行驶时遇到不同路况时采用不同的变量作为控制的变量，这也是一种研究的新方式。
④控制策略
依据现有的研究资料和文献可知，科研者主要使用的是下面几种控制理论。
开关控制理论
使用开关控制可以增强控制的稳定性。
滑模控制理论
滑模控制是一类特别的非线性的控制方式，其是依照汽车行驶时的状况、偏差和它的导数值，然后在不一样的地方，用理想开关的方法改变控制变量的数值，让的汽车的状态接近于理想。它的最大优点就是系统拥有非常强的不敏感性。滑模控制现在被使用在各种工业中，用来作控制部分。
神经网络算法
是一种基于BP网络的电子差速控制系统。其实就是依据以往的经验，对理论的分析和判断来总结出一个体系。在这种方法上让神经网络拥有与人一样的智能，这样汽车就能在行驶转弯时自行完成差速。
粒子群优化算法
粒子群优化算法是模仿鸟类的迁徙以及共同生活这种方式的一种集体智能的演化计算技术。这种算法能够最大程度的解决问题，而且计算快。
依据上面的解析可以得出，电动车在转向时对驱动车轮的转矩或者转速的单独控制就是电子差速。现今，越来越多的科研者更喜欢以转矩来进行单独控制，这里接触了驱动防滑的知识。所以，在进行电子差速专研的同时也要考虑到驱动防滑。
现今已经有很多研究人员根据汽车动力学控制来进行研究。目前大部分研究在使用基于滑模控制、模糊控制和最优控制等现代控制理论的方法后都获得了很好的成果。
（2）自适应差速研究
我们这里所说的自适应差速，它的原理是与以前的传统汽车的机械差速器的原理是类似的。汽车本身的驱动电机就拥有了差速的性能，当汽车在转弯的时候电机就会自动完成差速。双转子电机直接安装在驱动桥上，代替常规机械驱动桥的传动轴、主减速器和差速器等构件，集驱动、差速、制动能量再生为一体。这种双转子电机可以使电机里面的空间利用率达到最大化，以此提高电机的工作功率及效率，所以大多数的科研者都喜欢这种自适应差速方法。[3]
第二章永磁无刷直流电机的选择研究
2.1电机的比较
电动机按工作电源种类可以划分为：交流电动机和直流电动机。
由于本次设计的双电机后轮独立驱动控制电动小车的能量来源是直流 电，所以我们现在能够选的电机是，直流伺服电动机、有刷直流电动机或是永磁无刷直流电动机。
直流伺服电动机具有信号电压等于零的时候发生不自转，而且当它的转矩变大时它的速度就会逐渐下降。但是它拥有质量小、体积小的特点，而且容易被操作。然而它在启动的时候由于转矩过大，所以不适合本人设计的双电机驱动的电动汽车。
因为有刷直流电机的转动力矩相比其它电机变化的范围大，容易被操作，而且它的反应快，速度的变化范围也大，结构又不是很复杂，制造成本便宜，所以正好符合于双电机后轮独立驱动控制电动小车高性能的要求；但是由于它有电刷的存在，会带来一系列不好的影响。会使得电动机在工作时噪声变大，会是换向器产生磨损，也会降低电机本身的使用寿命。
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