多軸輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛操縱穩(wěn)定性控制策略研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-19 17:41
輪式裝甲車具有重量輕、速度快、機(jī)動(dòng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),隨著電機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步,以輪轂電機(jī)為動(dòng)力源的多軸輪式裝甲車成為了重要發(fā)展方向。多軸輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動(dòng)效率高、動(dòng)力性能優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn),研究其操縱穩(wěn)定性能大大提高其在戰(zhàn)場上的機(jī)動(dòng)能力和作戰(zhàn)能力。本文以某8×8輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛為研究對象,針對車輛的操縱穩(wěn)定性尤其是轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性問題進(jìn)行了詳細(xì)的研究,并制定了相關(guān)的控制策略;谲囕v動(dòng)力學(xué)建立了包括車身、懸架、車輪、輪胎等系統(tǒng)在內(nèi)的23自由度車輛模型,并基于Matlab/Simulink建立了仿真模型并進(jìn)行了仿真分析,驗(yàn)證了模型的有效性。建立了基于“預(yù)瞄最優(yōu)曲率”理論的駕駛員模型,為后文的駕駛員閉環(huán)仿真奠定了基礎(chǔ)。討論分析了橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角與車輛操縱穩(wěn)定性之間的關(guān)系,并通過仿真分析了影響車輛操縱穩(wěn)定性的因素。建立了2自由度參考模型,得到了參考橫擺角速度與參考質(zhì)心側(cè)偏角。以分層控制結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),建立了基于滑模控制的上層控制策略和基于最優(yōu)控制分配的下層控制策略;贛atlab/Simulink建立了分層控制結(jié)構(gòu)的仿真模型,通過多種轉(zhuǎn)向工況驗(yàn)證了控制策略的有效性。通過仿真分析可知,本文提出...
【文章來源】:北京理工大學(xué)北京市211工程院校985工程院校
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛發(fā)展概況
1.2.1 民用輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛國內(nèi)外發(fā)展概況
1.2.2 軍用輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛國內(nèi)外發(fā)展概況
1.3 多軸輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛轉(zhuǎn)矩分配控制策略研究現(xiàn)狀
1.3.1 上層控制研究概述
1.3.2 下層控制研究概述
1.3.3 轉(zhuǎn)矩分配控制策略總結(jié)
1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛動(dòng)力學(xué)建模
2.1 車輛動(dòng)力學(xué)模型的建立
2.1.1 坐標(biāo)系的建立
2.1.2 整車動(dòng)力學(xué)模型的建立
2.1.3 懸架系統(tǒng)模型
2.1.4 車輪運(yùn)動(dòng)模型
2.1.5 輪轂電機(jī)模型
2.1.6 輪胎模型
2.1.7 車輪側(cè)偏角及滑移率計(jì)算模型
2.1.8 轉(zhuǎn)向模型
2.2 simulink仿真模型的建立
2.3 車輛動(dòng)力學(xué)模型驗(yàn)證
2.3.1 直行工況
2.3.2 轉(zhuǎn)向工況
2.4 駕駛員模型的建立
2.5 本章小結(jié)
第3章 車輛操縱穩(wěn)定性分析
3.1 車輛穩(wěn)定性分析
3.2 影響車輛穩(wěn)定性因素的仿真分析
3.2.1 不同前輪轉(zhuǎn)角情況下的對比
3.2.2 不同車速情況下的對比
3.3 線性2自由度參考模型
3.4 車輛理想?yún)⒖紶顟B(tài)
3.4.1 參考橫擺角速度
3.4.2 參考質(zhì)心側(cè)偏角
3.5 本章小結(jié)
第4章 基于分層結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩分配策略研究
4.1 分層控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.2 基于滑?刂频纳蠈涌刂撇呗
4.2.1 滑?刂频幕驹
4.2.2 上層控制器設(shè)計(jì)
4.2.3 縱向運(yùn)動(dòng)滑?刂
4.2.4 側(cè)向運(yùn)動(dòng)滑?刂
4.2.5 上層控制策略仿真分析
4.3 基于優(yōu)化函數(shù)的下層轉(zhuǎn)矩分配策略
4.3.1 輪胎縱向力的約束條件
4.3.2 確定目標(biāo)函數(shù)
4.3.3 有效集算法
4.4 本章小結(jié)
第5章 基于Matlab/Simulink的仿真分析
5.1 仿真工況
5.1.1 階躍轉(zhuǎn)角工況
5.1.2 對開路面階躍轉(zhuǎn)角工況
5.1.3 角脈沖階躍復(fù)合工況
5.1.4 雙移線工況
5.2 本章小結(jié)
結(jié)論
1 全文總結(jié)
2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
3 不足與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]線性二自由度汽車操縱穩(wěn)定性仿真分析[J]. 王鑫,趙強(qiáng),何法,景園. 森林工程. 2016(01)
[2]基于卡爾曼濾波理論的汽車質(zhì)心側(cè)偏角估計(jì)[J]. 崔高健,劉金龍,陳曌,曲代麗. 機(jī)械工程師. 2016(01)
[3]四輪輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車電機(jī)/液壓系統(tǒng)聯(lián)合控制策略[J]. 楊鵬飛,熊璐,余卓平. 汽車工程. 2013(10)
[4]基于輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的8×8車輛驅(qū)動(dòng)防滑控制聯(lián)合仿真研究[J]. 廖自力,陽貴兵,劉春光,燕玉林. 裝甲兵工程學(xué)院學(xué)報(bào). 2013(03)
[5]一種新型滑?刂齐p冪次趨近律[J]. 張合新,范金鎖,孟飛,黃金峰. 控制與決策. 2013(02)
[6]考慮路面影響的車輛穩(wěn)定性控制質(zhì)心側(cè)偏角動(dòng)態(tài)邊界控制[J]. 陳無畏,劉翔宇,黃鶴,喻海軍. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2012(14)
[7]分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制[J]. 褚文博,羅禹貢,趙峰,李克強(qiáng). 汽車工程. 2012(03)
[8]基于轉(zhuǎn)矩分配的電動(dòng)汽車橫擺穩(wěn)定性控制[J]. 丁惜瀛,張欽爽,覃艷麗,苑克臣. 大功率變流技術(shù). 2011(05)
[9]質(zhì)心側(cè)偏角對車輛穩(wěn)定性影響的研究[J]. 張晨晨,夏群生,何樂. 汽車工程. 2011(04)
[10]非線性積分滑?刂品椒╗J]. 李鵬,鄭志強(qiáng). 控制理論與應(yīng)用. 2011(03)
博士論文
[1]四輪輪轂電動(dòng)車操縱穩(wěn)定性控制方法研究[D]. 秦鋼.電子科技大學(xué) 2015
[2]8×8輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛操縱穩(wěn)定性分析與控制研究[D]. 劉明春.北京理工大學(xué) 2015
[3]基于質(zhì)心側(cè)偏角相平面的車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)研究[D]. 劉偉.吉林大學(xué) 2013
[4]四輪驅(qū)動(dòng)微型電動(dòng)車整車控制[D]. 谷靖.清華大學(xué) 2012
[5]四輪獨(dú)立電驅(qū)動(dòng)車輛實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及驅(qū)動(dòng)力控制系統(tǒng)研究[D]. 王博.清華大學(xué) 2009
碩士論文
[1]四輪輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛直駛穩(wěn)定性控制策略研究[D]. 周楊.北京理工大學(xué) 2016
[2]分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車橫擺力矩控制與轉(zhuǎn)矩分配研究[D]. 錢丹劍.吉林大學(xué) 2015
[3]輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車縱向穩(wěn)定性控制研究[D]. 繩辰.北京交通大學(xué) 2014
[4]分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車橫擺穩(wěn)定性控制研究[D]. 孫勇.吉林大學(xué) 2013
[5]四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車控制策略的研究[D]. 廖凌霄.武漢理工大學(xué) 2010
[6]汽車操縱穩(wěn)定性的仿真分析研究[D]. 李白娜.華中科技大學(xué) 2006
本文編號:3633336
【文章來源】:北京理工大學(xué)北京市211工程院校985工程院校
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛發(fā)展概況
1.2.1 民用輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛國內(nèi)外發(fā)展概況
1.2.2 軍用輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛國內(nèi)外發(fā)展概況
1.3 多軸輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛轉(zhuǎn)矩分配控制策略研究現(xiàn)狀
1.3.1 上層控制研究概述
1.3.2 下層控制研究概述
1.3.3 轉(zhuǎn)矩分配控制策略總結(jié)
1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛動(dòng)力學(xué)建模
2.1 車輛動(dòng)力學(xué)模型的建立
2.1.1 坐標(biāo)系的建立
2.1.2 整車動(dòng)力學(xué)模型的建立
2.1.3 懸架系統(tǒng)模型
2.1.4 車輪運(yùn)動(dòng)模型
2.1.5 輪轂電機(jī)模型
2.1.6 輪胎模型
2.1.7 車輪側(cè)偏角及滑移率計(jì)算模型
2.1.8 轉(zhuǎn)向模型
2.2 simulink仿真模型的建立
2.3 車輛動(dòng)力學(xué)模型驗(yàn)證
2.3.1 直行工況
2.3.2 轉(zhuǎn)向工況
2.4 駕駛員模型的建立
2.5 本章小結(jié)
第3章 車輛操縱穩(wěn)定性分析
3.1 車輛穩(wěn)定性分析
3.2 影響車輛穩(wěn)定性因素的仿真分析
3.2.1 不同前輪轉(zhuǎn)角情況下的對比
3.2.2 不同車速情況下的對比
3.3 線性2自由度參考模型
3.4 車輛理想?yún)⒖紶顟B(tài)
3.4.1 參考橫擺角速度
3.4.2 參考質(zhì)心側(cè)偏角
3.5 本章小結(jié)
第4章 基于分層結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩分配策略研究
4.1 分層控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.2 基于滑?刂频纳蠈涌刂撇呗
4.2.1 滑?刂频幕驹
4.2.2 上層控制器設(shè)計(jì)
4.2.3 縱向運(yùn)動(dòng)滑?刂
4.2.4 側(cè)向運(yùn)動(dòng)滑?刂
4.2.5 上層控制策略仿真分析
4.3 基于優(yōu)化函數(shù)的下層轉(zhuǎn)矩分配策略
4.3.1 輪胎縱向力的約束條件
4.3.2 確定目標(biāo)函數(shù)
4.3.3 有效集算法
4.4 本章小結(jié)
第5章 基于Matlab/Simulink的仿真分析
5.1 仿真工況
5.1.1 階躍轉(zhuǎn)角工況
5.1.2 對開路面階躍轉(zhuǎn)角工況
5.1.3 角脈沖階躍復(fù)合工況
5.1.4 雙移線工況
5.2 本章小結(jié)
結(jié)論
1 全文總結(jié)
2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
3 不足與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]線性二自由度汽車操縱穩(wěn)定性仿真分析[J]. 王鑫,趙強(qiáng),何法,景園. 森林工程. 2016(01)
[2]基于卡爾曼濾波理論的汽車質(zhì)心側(cè)偏角估計(jì)[J]. 崔高健,劉金龍,陳曌,曲代麗. 機(jī)械工程師. 2016(01)
[3]四輪輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車電機(jī)/液壓系統(tǒng)聯(lián)合控制策略[J]. 楊鵬飛,熊璐,余卓平. 汽車工程. 2013(10)
[4]基于輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的8×8車輛驅(qū)動(dòng)防滑控制聯(lián)合仿真研究[J]. 廖自力,陽貴兵,劉春光,燕玉林. 裝甲兵工程學(xué)院學(xué)報(bào). 2013(03)
[5]一種新型滑?刂齐p冪次趨近律[J]. 張合新,范金鎖,孟飛,黃金峰. 控制與決策. 2013(02)
[6]考慮路面影響的車輛穩(wěn)定性控制質(zhì)心側(cè)偏角動(dòng)態(tài)邊界控制[J]. 陳無畏,劉翔宇,黃鶴,喻海軍. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2012(14)
[7]分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制[J]. 褚文博,羅禹貢,趙峰,李克強(qiáng). 汽車工程. 2012(03)
[8]基于轉(zhuǎn)矩分配的電動(dòng)汽車橫擺穩(wěn)定性控制[J]. 丁惜瀛,張欽爽,覃艷麗,苑克臣. 大功率變流技術(shù). 2011(05)
[9]質(zhì)心側(cè)偏角對車輛穩(wěn)定性影響的研究[J]. 張晨晨,夏群生,何樂. 汽車工程. 2011(04)
[10]非線性積分滑?刂品椒╗J]. 李鵬,鄭志強(qiáng). 控制理論與應(yīng)用. 2011(03)
博士論文
[1]四輪輪轂電動(dòng)車操縱穩(wěn)定性控制方法研究[D]. 秦鋼.電子科技大學(xué) 2015
[2]8×8輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛操縱穩(wěn)定性分析與控制研究[D]. 劉明春.北京理工大學(xué) 2015
[3]基于質(zhì)心側(cè)偏角相平面的車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)研究[D]. 劉偉.吉林大學(xué) 2013
[4]四輪驅(qū)動(dòng)微型電動(dòng)車整車控制[D]. 谷靖.清華大學(xué) 2012
[5]四輪獨(dú)立電驅(qū)動(dòng)車輛實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及驅(qū)動(dòng)力控制系統(tǒng)研究[D]. 王博.清華大學(xué) 2009
碩士論文
[1]四輪輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛直駛穩(wěn)定性控制策略研究[D]. 周楊.北京理工大學(xué) 2016
[2]分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車橫擺力矩控制與轉(zhuǎn)矩分配研究[D]. 錢丹劍.吉林大學(xué) 2015
[3]輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車縱向穩(wěn)定性控制研究[D]. 繩辰.北京交通大學(xué) 2014
[4]分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車橫擺穩(wěn)定性控制研究[D]. 孫勇.吉林大學(xué) 2013
[5]四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車控制策略的研究[D]. 廖凌霄.武漢理工大學(xué) 2010
[6]汽車操縱穩(wěn)定性的仿真分析研究[D]. 李白娜.華中科技大學(xué) 2006
本文編號:3633336
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/jingguansheji/3633336.html
最近更新
教材專著