考慮駕駛員預(yù)瞄特性的車輛穩(wěn)定控制策略
發(fā)布時(shí)間：2017-10-13 23:29
本文關(guān)鍵詞：考慮駕駛員預(yù)瞄特性的車輛穩(wěn)定控制策略
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【摘要】：電動(dòng)汽車在節(jié)能和環(huán)保方面具有傳統(tǒng)汽車無法比擬的優(yōu)勢,已成為未來汽車技術(shù)研究的重點(diǎn)方向之一。同時(shí),隨著人們對汽車安全問題的重視,電動(dòng)汽車的操縱穩(wěn)定性研究逐漸成為該領(lǐng)域的熱點(diǎn)。鑒于電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)在動(dòng)力學(xué)控制方面的優(yōu)越性,本文以四輪獨(dú)驅(qū)電動(dòng)汽車的車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)作為研究對象,引進(jìn)能夠表征駕駛員行為特性的駕駛員模型,建立能夠有效反映駕駛員操縱意圖的車輛穩(wěn)定控制策略,本文的主要研究工作分述如下:首先,建立了八自由度非線性整車動(dòng)力學(xué)模型,為車輛穩(wěn)定控制策略研究提供了有效的模型基礎(chǔ)。針對四輪獨(dú)驅(qū)電動(dòng)汽車的整車結(jié)構(gòu),采用模塊化方法對車輛的各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行建模,包括八自由度車輛模型、車輪模型、Dugoff輪胎模型以及駕駛員模型,并與車輛動(dòng)力學(xué)商業(yè)仿真軟件Carsim進(jìn)行仿真對比,驗(yàn)證模型的有效性。其次,提出了一種考慮駕駛員預(yù)瞄特性的車輛穩(wěn)定控制策略。該控制策略分為三部分:(1)理想?yún)⒖寄Ｐ?為車輛穩(wěn)定控制策略提供精確的駕駛意圖。除了傳統(tǒng)車輛跟蹤模型外,還通過駕駛員模型對駕駛員預(yù)瞄特性進(jìn)行研究,建立了基于駕駛員預(yù)瞄的意圖修正模型,與車輛跟蹤模型組成理想?yún)⒖寄Ｐ?增強(qiáng)車輛跟蹤模型輸出的駕駛意圖。(2)車輛穩(wěn)定控制器的設(shè)計(jì),用于計(jì)算出車輛理想響應(yīng)狀態(tài)所需的橫擺力矩。針對理想?yún)⒖寄Ｐ洼敵龅膬蓚�(gè)控制目標(biāo),采用了動(dòng)態(tài)加權(quán)模糊控制方法對穩(wěn)定性控制器進(jìn)行設(shè)計(jì),通過調(diào)整動(dòng)態(tài)加權(quán)因子對跟蹤和意圖目標(biāo)進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制,提高控制效果。(3)基于規(guī)則的輪胎力分配策略,用于實(shí)現(xiàn)所需橫擺力矩的輪胎力分配。根據(jù)車輛垂直載荷的變化特點(diǎn),采用軸載比例的輪胎力分配策略,并進(jìn)行閉環(huán)的雙移線仿真試驗(yàn)。仿真試驗(yàn)結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的車輛穩(wěn)定控制策略滿足了設(shè)計(jì)要求,相比采用傳統(tǒng)參考模型的車輛穩(wěn)定控制策略,具有更理想的車輛響應(yīng)特性。然后,設(shè)計(jì)了一種基于優(yōu)化理論的輪胎力分配策略。針對基于規(guī)則的輪胎力分配策略在極限工況下,存在分配精度不高、魯棒性不強(qiáng)的問題,難以保證分配精度。同時(shí),為了充分發(fā)揮電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)連續(xù)可控、響應(yīng)速度快、控制精度高等優(yōu)點(diǎn),綜合考慮各車輪的約束條件,設(shè)計(jì)了以路面附著消耗率最小的輪胎力分配策略。另外,通過極限工況下單獨(dú)對車輪施加驅(qū)動(dòng)/制動(dòng)力,研究單輪驅(qū)動(dòng)/制動(dòng)力對車輛橫擺運(yùn)動(dòng)的影響,從而確定各輪附著裕量的權(quán)重系數(shù),通過有效集二次規(guī)劃理論進(jìn)行求解,并對兩種輪胎力分配策略進(jìn)行仿真對比。仿真結(jié)果表明,基于二次規(guī)劃的輪胎力分配策略能夠更精確的分配輪胎力,進(jìn)一步提高車輛的穩(wěn)定性。最后,建立了基于車輛穩(wěn)定控制策略的人車閉環(huán)控制系統(tǒng),并通過仿真驗(yàn)證了所提出控制策略的有效性。經(jīng)過雙移線和蛇形仿真工況,進(jìn)一步驗(yàn)證了本文所提出的車輛穩(wěn)定控制策略在極限工況下,仍然可以實(shí)現(xiàn)駕駛員的操縱意圖,增強(qiáng)理想?yún)⒖寄Ｐ洼敵龅鸟{駛意圖,改善了控制系統(tǒng)的介入時(shí)機(jī),不僅提高了車輛的道路跟蹤精度,還改善了車輛的操穩(wěn)性能。
【關(guān)鍵詞】：車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng) 駕駛意圖 理想?yún)⒖寄Ｐ?/strong> 動(dòng)態(tài)加權(quán)模糊控制 輪胎力分配
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(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4-6
- ABSTRACT6-12
- 注釋表12-14
- 縮略詞14-15
- 第一章 緒論15-29
- 1.1 研究背景與意義15-19
- 1.1.1 研究背景15-18
- 1.1.2 研究意義18-19
- 1.2 車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀19-27
- 1.2.1 駕駛員預(yù)瞄特性20-22
- 1.2.2 車輛穩(wěn)定控制22-27
- 1.3 本文研究目標(biāo)和主要研究內(nèi)容27-29
- 1.3.1 研究目標(biāo)27
- 1.3.2 研究內(nèi)容27-29
- 第二章 動(dòng)力學(xué)建模與仿真分析29-39
- 2.1 整車建模29-30
- 2.2 動(dòng)力學(xué)模型30-35
- 2.2.1 基本假設(shè)30
- 2.2.2 八自由度車輛模型30-32
- 2.2.3 車輪模型32-33
- 2.2.4 輪胎模型33-34
- 2.2.5 駕駛員模型34-35
- 2.3 模型驗(yàn)證35-38
- 2.3.1 角階躍工況36
- 2.3.2 單移線工況的仿真驗(yàn)證36-37
- 2.3.3 閉環(huán)雙移線工況37-38
- 2.4 本章小結(jié)38-39
- 第三章 車輛穩(wěn)定控制策略研究39-59
- 3.1 車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)39-41
- 3.2 理想?yún)⒖寄Ｐ?/span>41-47
- 3.2.1 線性車輛模型41-42
- 3.2.2 基于線性車輛模型的車輛跟蹤模型42-43
- 3.2.3 傳統(tǒng)車輛跟蹤模型的局限性分析43-44
- 3.2.4 駕駛員預(yù)瞄特性44-46
- 3.2.5 基于駕駛員預(yù)瞄的意圖修正模型46-47
- 3.3 車輛穩(wěn)定控制器設(shè)計(jì)47-52
- 3.3.1 基于目標(biāo)的動(dòng)態(tài)加權(quán)模糊控制47-48
- 3.3.2 控制器結(jié)構(gòu)48-49
- 3.3.3 子模糊控制設(shè)計(jì)49-52
- 3.4 仿真驗(yàn)證52-57
- 3.4.1 基于規(guī)則的輪胎力分配策略52-53
- 3.4.2 建立雙移線路徑53-54
- 3.4.3 高附著路面仿真54-56
- 3.4.4 低附著路面仿真56-57
- 3.5 本章小結(jié)57-59
- 第四章 人車閉環(huán)仿真研究59-79
- 4.1 典型優(yōu)化分配策略59-64
- 4.1.1 路面附著消耗率最小的分配策略59-60
- 4.1.2 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率最高的分配策略60-61
- 4.1.3 前后輪同時(shí)達(dá)到附著極限的分配策略61-64
- 4.2 基于優(yōu)化理論的輪胎力分配策略64-71
- 4.2.1 有效集二次規(guī)劃理論64-65
- 4.2.2 基于二次規(guī)劃的輪胎力分配策略65-69
- 4.2.3 開環(huán)仿真69-71
- 4.3 車輛穩(wěn)定控制策略閉環(huán)仿真71-78
- 4.3.1 雙移線工況72-74
- 4.3.2 蛇形工況74-78
- 4.4 本章小結(jié)78-79
- 第五章 總結(jié)與展望79-81
- 5.1 全文總結(jié)79-80
- 5.2 展望80-81
- 參考文獻(xiàn)81-89
- 致謝89-90
- 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文90-91
【參考文獻(xiàn)】
中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條
1 沈\，
本文編號(hào)：1027690
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/qiche/1027690.html
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