Published April 4, 2016
| Version v1
Publication
Open
Analysis of Wavelet Controller for Robustness in Electronic Differential of Electric Vehicles: An Investigation and Numerical Developments
Creators
- 1. Vellore Institute of Technology University
- 2. University of Johannesburg
- 3. Aalborg University
- 4. University of Nottingham
- 5. Tennessee Technological University
- 6. University of KwaZulu-Natal
- 7. Eskom (South Africa)
- 8. Karabük University
Description
In road transportation systems, differential plays an important role in preventing the vehicle from slipping on curved tracks. In practice, mechanical differentials are used, but they are bulky because of their increased weight. Moreover, they are not suitable for electric vehicles, especially those employing separate drives for both rear wheels. The electronic differential constitutes recent technological advances in electric vehicle design, enabling better stability and control of a vehicle on curved roads. This article articulates the modeling and simulation of an electronic differential employing a novel wavelet transform controller for two brushless DC motors ensuring drive in two right and left back driving wheels. Further, the proposed work uses a discrete wavelet transform controller to decompose the error between actual and command speed provided by the electronic differential based on throttle and steering angle as the input into frequency components. By scaling these frequency components by their respective gains, the obtained control signal is actually given as input to the motor. To verify the proposal, a set of designed strategies were carried out: a vehicle on a straight road, turning right and turning left. Numerical simulation test results of the controllers are presented and compared for robust performance and stability.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
في أنظمة النقل البري، تلعب مجموعة التروس الفرقية دورًا مهمًا في منع السيارة من الانزلاق على المسارات المنحنية. في الممارسة العملية، يتم استخدام الفوارق الميكانيكية، لكنها ضخمة بسبب وزنها المتزايد. علاوة على ذلك، فهي غير مناسبة للسيارات الكهربائية، خاصة تلك التي تستخدم محركات منفصلة لكل من العجلات الخلفية. يشكل الترس التفاضلي الإلكتروني أحدث التطورات التكنولوجية في تصميم المركبات الكهربائية، مما يتيح استقرارًا وتحكمًا أفضل في السيارة على الطرق المنحنية. توضح هذه المقالة نمذجة ومحاكاة مجموعة تفاضلية إلكترونية باستخدام وحدة تحكم تحويل مويجة جديدة لمحركين بدون فرش للتيار المستمر لضمان القيادة في عجلتين للقيادة اليمنى واليسرى. علاوة على ذلك، يستخدم العمل المقترح وحدة تحكم تحويل مويجة منفصلة لتحليل الخطأ بين السرعة الفعلية وسرعة الأمر التي يوفرها الترس التفاضلي الإلكتروني بناءً على الخانق وزاوية التوجيه كمدخل في مكونات التردد. من خلال قياس مكونات التردد هذه من خلال مكاسبها الخاصة، يتم إعطاء إشارة التحكم التي تم الحصول عليها في الواقع كمدخل للمحرك. للتحقق من الاقتراح، تم تنفيذ مجموعة من الاستراتيجيات المصممة: مركبة على طريق مستقيم، تنعطف يمينًا ويسارًا. يتم عرض نتائج اختبار المحاكاة العددية لوحدات التحكم ومقارنتها للحصول على أداء واستقرار قويين.Translated Description (French)
Dans les systèmes de transport routier, le différentiel joue un rôle important dans la prévention du glissement du véhicule sur les pistes courbes. Dans la pratique, des différentiels mécaniques sont utilisés, mais ils sont encombrants en raison de leur poids accru. De plus, ils ne conviennent pas aux véhicules électriques, en particulier ceux qui utilisent des entraînements séparés pour les deux roues arrière. Le différentiel électronique constitue des avancées technologiques récentes dans la conception de véhicules électriques, permettant une meilleure stabilité et un meilleur contrôle d'un véhicule sur des routes courbes. Cet article articule la modélisation et la simulation d'un différentiel électronique utilisant un nouveau contrôleur de transformation en ondelettes pour deux moteurs CC sans balais assurant l'entraînement dans deux roues motrices arrière droite et gauche. En outre, le travail proposé utilise un contrôleur de transformée en ondelettes discrète pour décomposer l'erreur entre la vitesse réelle et la vitesse de commande fournie par le différentiel électronique sur la base de l'accélérateur et de l'angle de braquage comme entrée dans les composantes de fréquence. En mettant à l'échelle ces composantes de fréquence par leurs gains respectifs, le signal de commande obtenu est effectivement fourni en entrée du moteur. Pour vérifier la proposition, un ensemble de stratégies conçues ont été mises en œuvre : un véhicule sur une route droite, tournant à droite et tournant à gauche. Les résultats des tests de simulation numérique des contrôleurs sont présentés et comparés pour des performances et une stabilité robustes.Translated Description (Spanish)
En los sistemas de transporte por carretera, el diferencial juega un papel importante para evitar que el vehículo se deslice sobre pistas curvas. En la práctica, se utilizan diferenciales mecánicos, pero son voluminosos debido a su mayor peso. Además, no son adecuados para vehículos eléctricos, especialmente aquellos que emplean accionamientos separados para ambas ruedas traseras. El diferencial electrónico constituye avances tecnológicos recientes en el diseño de vehículos eléctricos, permitiendo una mejor estabilidad y control de un vehículo en carreteras curvas. Este artículo articula el modelado y la simulación de un diferencial electrónico que emplea un novedoso controlador de transformación de ondículas para dos motores de CC sin escobillas que aseguran el accionamiento en dos ruedas motrices traseras derecha e izquierda. Además, el trabajo propuesto utiliza un controlador de transformación de ondículas discretas para descomponer el error entre la velocidad real y la velocidad de comando proporcionada por el diferencial electrónico basado en el acelerador y el ángulo de dirección como entrada en componentes de frecuencia. Al escalar estos componentes de frecuencia por sus respectivas ganancias, la señal de control obtenida se da realmente como entrada al motor. Para verificar la propuesta, se llevó a cabo un conjunto de estrategias diseñadas: un vehículo en una carretera recta, girando a la derecha y girando a la izquierda. Se presentan los resultados de las pruebas de simulación numérica de los controladores y se comparan para obtener un rendimiento y una estabilidad sólidos.Files
Analysis%20of%20Wavelet%20Controller%20for%20Robustness%20in%20Electronic%20Differential%20of%20Electric%20Vehicles%20An%20Investigation%20and%20Numerical%20Developments%20version%202.pdf.pdf
Files
(848.8 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:3c017e2a307debe24f138700154bd224
|
848.8 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحليل وحدة تحكم الموجة للمتانة في الترس التفاضلي الإلكتروني للمركبات الكهربائية: تحقيق وتطورات عددية
- Translated title (French)
- Analyse du contrôleur d'ondelettes pour la robustesse dans le différentiel électronique des véhicules électriques : une enquête et des développements numériques
- Translated title (Spanish)
- Análisis del controlador Wavelet para la robustez en el diferencial electrónico de vehículos eléctricos: una investigación y desarrollos numéricos
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2344897293
- DOI
- 10.1080/15325008.2015.1131771
References
- https://openalex.org/W1190031866
- https://openalex.org/W1992650519
- https://openalex.org/W1999266204
- https://openalex.org/W2110828252
- https://openalex.org/W2128169773
- https://openalex.org/W2129531855
- https://openalex.org/W2132984323
- https://openalex.org/W2155789630
- https://openalex.org/W2178504212