Модульна імітаційна модель електромобіля з протибуксувальним керуванням

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.31498/2225-6733.53.2.2026.359912

Ключові слова:

електромобіль, протибуксувальне керування, коефіцієнт буксування, імітаційна модель, поздовжня динаміка, керування тяговим моментом, індивідуальний привід коліс

Анотація

Дослідження алгоритмів керування індивідуальним електроприводом електромобіля потребує використання цілісної імітаційної моделі, у якій узгоджено відтворюються динаміка коліс, рух кузова, перерозподіл реакцій і робота протибуксувального контуру. Метою статті є розроблення та опис модульної імітаційної моделі електромобіля з двоконтурним індивідуальним електроприводом і протибуксувальним керуванням. Для досягнення поставленої мети використано декомпозицію складної динамічної системи на взаємопов’язані підсистеми ведучих і ведених коліс, кузова, шасі та регулятора тягового моменту. Базою для побудови моделі стали рівняння поздовжньої динаміки колеса, емпірична залежність між коефіцієнтом зчеплення та буксуванням, рівняння плоского руху кузова автомобіля та правила формування обмежувальної моментної дії в контурі протибуксувального керування. У результаті сформовано дворівневу модульну структуру моделі, що включає підсистеми динаміки передніх ведучих і задніх ведених коліс, підсистему плоского руху кузова, підсистему динамічного перерозподілу нормальних і бокових реакцій та підсистему регулювання крутних моментів передніх коліс. Визначено склад вхідних і вихідних сигналів модулів, описано їх інформаційні зв’язки та забезпечено можливість моделювання руху зі змінною швидкістю, в дорожньому циклі, на ухилі, за різних типів дорожнього покриття та в режимах ковзання і буксування. Наукова новизна роботи полягає у формалізації програмно інтегрованої модульної структури імітаційної моделі електромобіля, у якій підсистеми динаміки коліс, кузова, шасі та протибуксувального керування узгоджені через визначені сигнальні зв’язки. Практична цінність полягає у можливості використання розробленої моделі як базової платформи для налагодження, верифікації та порівняння алгоритмів керування індивідуальним електроприводом до переходу до віртуально-фізичних і стендових випробувань

Посилання

  1. Pacejka H. B. Tire and Vehicle Dynamics. 3rd ed. Oxford: Butterworth-Heinemann, 2012. 632 p. DOI: https://doi.org/10.1016/C2010-0-68548-8.
  2. Gillespie T. D. Fundamentals of Vehicle Dynamics. Revised ed. Warrendale, PA: SAE International, 2021. 512 p. DOI: https://doi.org/10.4271/R-506.
  3. Rajamani R. Vehicle Dynamics and Control. 2nd ed. New York: Springer, 2012. 498 p. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4614-1433-9.
  4. Wong J. Y. Theory of Ground Vehicles. 5th ed. Hoboken, NJ : John Wiley & Sons, 2022. 560 p. DOI: https://doi.org/10.1002/9781119719984.
  5. Zhang X. Modeling and Dynamics Control for Dis-tributed Drive Electric Vehicles. Wiesbaden: Springer Vieweg, 2021. 208 p. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-32213-7.
  6. Fujimoto H., Amada J., Maeda K. Review of traction and braking control for electric vehicle. 2012 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC), Seoul, Korea, 09-12 October 2012. Pp. 1292–1299. DOI: https://doi.org/10.1109/VPPC.2012.6422491.
  7. Hu J.-S., Yin D., Hori Y. Fault-tolerant traction con-trol of electric vehicles. Control Engineering Practice. 2011. Vol. 19, no. 2. Pp. 204–213. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conengprac.2010.11.012.
  8. Electric vehicle traction control: A new MTTE methodology / Hu J.-S., Yin D., Hori Y., Hu F.-R. IEEE Industry Applications Magazine. 2012. Vol. 18, no. 2. Pp. 23–31. DOI: https://doi.org/10.1109/MIAS.2011.2175519.
  9. de Castro R., Araújo R. E., Freitas D. Wheel slip control of EVs based on sliding mode technique with conditional integrators. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2013. Vol. 60, no. 8. Pp. 3256–3271. DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2012.2202357.
  10. Integrated stability and traction control for electric vehicles using model predictive control / Jalali M., Khajepour A., Chen S.-K., Litkouhi B. Control Engineering Practice. 2016. Vol. 54. Pp. 256–266. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conengprac.2016.06.005.
  11. Boisvert M., Micheau P. Estimators of wheel slip for electric vehicles using torque and encoder measurements. Mechanical Systems and Signal Processing. 2016. Vol. 76–77. Pp. 665–676. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2016.02.017.
  12. Heidfeld H., Schünemann M., Kasper R. UKF-based state and tire slip estimation for a 4WD electric vehicle. Vehicle System Dynamics. 2020. Vol. 58, no. 10. Pp. 1479–1496. DOI: https://doi.org/10.1080/00423114.2019.1648836.
  13. Tire Road Friction Coefficient Estimation: Re-view and Research Perspectives / Y. Wang et al. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2022. Vol. 35. Article 6. DOI: https://doi.org/10.1186/s10033-021-00675-z.
  14. Slip Ratio Adaptive Control Based on Wheel An-gular Velocity for Distributed Drive Electric Vehicles / Kang S., Chen J., Qiu G., Tong H. World Electric Vehicle Journal. 2023. Vol. 14, no. 5. Article 119. DOI: https://doi.org/10.3390/wevj14050119.
  15. Acceleration-based wheel slip control realized with decentralised electric drivetrain systems / Jiang B., Sharma N., Liu Y., Li C. IET Electrical Systems in Transportation. 2022. Vol. 12, no. 2. Pp. 143–152. DOI: https://doi.org/10.1049/els2.12044.

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-03-26

Як цитувати

Нестеренко , О., & Кунченко, . Т. (2026). Модульна імітаційна модель електромобіля з протибуксувальним керуванням. Вісник Приазовського Державного Технічного Університету. Серія: Технічні науки, 2(53), 46–55. https://doi.org/10.31498/2225-6733.53.2.2026.359912

Номер

Том 2 № 53 (2026): Вісник ПДТУ. Серія: Технічні науки

Розділ

141 Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка

Ліцензія

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Журнал "Вісник Приазовського державного технічного університету. Серія: Технічні науки" видається під ліцензією СС-BY (Ліцензія «Із зазначенням авторства»).

Дана ліцензія дозволяє поширювати, редагувати, поправляти і брати твір за основу для похідних навіть на комерційній основі із зазначенням авторства. Це найзручніша з усіх пропонованих ліцензій. Рекомендується для максимального поширення і використання неліцензійних матеріалів.

Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи в цьому журналі.

2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди, які стосуються неексклюзивного поширення роботи в тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому журналі.