本文關(guān)鍵詞：基于轉(zhuǎn)矩分配的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制研究

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【摘要】：電動(dòng)汽車將是緩解汽車工業(yè)與環(huán)境和能源之間矛盾的可行方案之一。分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車具有與傳統(tǒng)汽車完全不同的驅(qū)動(dòng)形式,在動(dòng)力學(xué)控制方面更加靈活與方便,為車輛的穩(wěn)定性控制提供了一種新的解決方案。充分發(fā)揮直接橫擺力矩的優(yōu)勢(shì),基于模型跟蹤、采用分層控制結(jié)構(gòu)的控制策略為大多數(shù)研究者采用。參照基于模型設(shè)計(jì)的流程,本文對(duì)分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制策略進(jìn)行研究。通過分析其與傳統(tǒng)汽車的動(dòng)力學(xué)特性,對(duì)兩者動(dòng)力學(xué)方程中外界作用力做出對(duì)比定性分析了前者在動(dòng)力學(xué)控制上的優(yōu)勢(shì),提出了系統(tǒng)的功能需求,即在保證車輛穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上,充分發(fā)揮車輛的驅(qū)動(dòng)能力。本文的車輛穩(wěn)定性控制器模型采用分層控制架構(gòu)形式。在上層控制器中,通過恰當(dāng)選擇滑模面、趨近律和近似函數(shù)提出了采用滑�？刂扑惴▉韺�(shí)現(xiàn)車輛質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺角速度跟蹤參考模型狀態(tài)的控制策略,用于計(jì)算校正車輛狀態(tài)保證車輛穩(wěn)定性所需直接橫擺力矩的大小。下層控制器中,在附著約束范圍內(nèi),考慮電機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力,合理分配四個(gè)車輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩,確保車輛的動(dòng)力性。利用Simulink/stateflow搭建控制算法。在解決輪胎與路面附著識(shí)別問題上,利用驅(qū)動(dòng)車輪的動(dòng)力學(xué),來預(yù)測(cè)當(dāng)前工況下車輪所能提供的最大驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩,并用這個(gè)轉(zhuǎn)矩來限制輪轂電機(jī)的輸入轉(zhuǎn)矩以保證滑移率在合理取值界限內(nèi)。在AMEsim中搭建車輛模型,并與控制器模型進(jìn)行聯(lián)合仿真,驗(yàn)證控制器算法能夠滿足穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的功能需求。AMEsim和Simulink自動(dòng)生成兩個(gè)模型的代碼,在NI實(shí)時(shí)處理器上進(jìn)行PIL試驗(yàn),對(duì)代碼和算法進(jìn)行驗(yàn)證,同時(shí)也討論了控制器模型中的相關(guān)參數(shù)對(duì)控制效果的影響。利用ECM555-48 ECU獲得物理控制器,并進(jìn)行HIL試驗(yàn),以驗(yàn)證算法的可靠性。
【關(guān)鍵詞】：分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車 車輛穩(wěn)定性控制 車輛動(dòng)力學(xué) 滑模控制 NI實(shí)時(shí)測(cè)試 基于模型設(shè)計(jì) V型開發(fā)
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U469.72
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 電動(dòng)汽車發(fā)展概況10-11
• 1.2 電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)技術(shù)概述11-12
• 1.3 輪轂電機(jī)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 四驅(qū)車輛14-16
• 1.5 分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制和動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀16-18
• 1.6 基于模型設(shè)計(jì)18-19
• 1.7 本文工作內(nèi)容19-20
• 第2章 分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車整車動(dòng)力學(xué)分析及建模20-28
• 2.1 車輛操縱動(dòng)力學(xué)模型-2DOF車輛模型20-22
• 2.2 分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車動(dòng)力學(xué)分析22-25
• 2.3 分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車動(dòng)力學(xué)建模25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制策略 —上層控制器28-48
• 3.1 參考模型28-34
• 3.2 滑�？刂�34-38
• 3.2.1 滑模面34-35
• 3.2.2 趨近律35-37
• 3.2.3 近似函數(shù)37-38
• 3.3 直接橫擺力矩控制（DYC）38-39
• 3.4 狀態(tài)觀測(cè)器39
• 3.5 上層控制器算法驗(yàn)證39-47
• 3.5.1 雙移線、高附著路面（μ-0.9 ）40-42
• 3.5.2 雙移線、低附著（μ-0.4 ）42-44
• 3.5.3 高速雙移線44-46
• 3.5.4 控制效果（低附雙移線）46-47
• 3.6 本章小結(jié)47-48
• 第4章 分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制策略 —下層控制器48-60
• 4.1 下層控制器設(shè)計(jì)要求48-56
• 4.1.1 車輪動(dòng)力學(xué)分析49-50
• 4.1.2 車輛動(dòng)力性要求50-51
• 4.1.3 車輛動(dòng)力學(xué)控制需求51
• 4.1.4 電機(jī)模型51-52
• 4.1.5 輪胎與路面的附著約束52-56
• 4.2 下層控制器控制策略56-57
• 4.3 下層控制器算法驗(yàn)證57-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 第5章 分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制策略驗(yàn)證60-82
• 5.1 汽車電控系統(tǒng)研發(fā)60
• 5.2 實(shí)時(shí)測(cè)試平臺(tái)的選擇60-62
• 5.3 實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)的搭建及驗(yàn)證62-67
• 5.4 控制系統(tǒng)參數(shù)對(duì)控制效果的影響67-72
• 5.5 硬件在環(huán)試驗(yàn)72-81
• 5.6 本章小結(jié)81-82
• 第6章 總結(jié)與展望82-84
• 6.1 全文總結(jié)82-83
• 6.2 未來研究工作展望83-84
• 參考文獻(xiàn)84-90
• 致謝90

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