【摘要】：四輪獨立驅(qū)動(Four-Wheel-Independent-Drive FWID)相對于集中式驅(qū)動電動汽車,具有可操作性強、安全性高和靈活性好的巨大優(yōu)勢。一些新興的電子輔助功能應(yīng)用在FWID電動汽車上的效果更加顯著。例如:直接橫擺控制(Direct Yaw Moment Control DYC)、主動前輪轉(zhuǎn)向(Active Front wheel Steer AFS)等。汽車橫向運動控制系統(tǒng)的研究主要是用來保證汽車行駛的穩(wěn)定性,以減少交通事故的發(fā)生。DYC作為汽車電子穩(wěn)定性控制中最主要的控制技術(shù),得到了廣泛的關(guān)注和研究。目前,關(guān)于FWID電動汽車的研究,均假設(shè)系統(tǒng)各節(jié)點之間通過點對點的方式進行通信。然而在實際中,控制器與物理設(shè)備之間的連接是使用CAN(Controller Area Network)作為通信介質(zhì)來實現(xiàn)的�；诰W(wǎng)絡(luò)的閉環(huán)控制系統(tǒng)如果不考慮網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時延對于系統(tǒng)的影響,系統(tǒng)的控制性能就會降低,甚至?xí)䦟?dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定。為了減弱網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時延對FWID電動汽車系統(tǒng)的影響,充分考慮時延對FWID電動汽車系統(tǒng)的影響,本文研究了基于CAN的FWID電動汽車橫向運動控制系統(tǒng)。具體研究內(nèi)容如下:第一章,給出基于CAN的FWID電動汽車的背景、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和本文的主要貢獻。第二章,給出基于CAN的FWID電動汽車的物理架構(gòu)。根據(jù)期望模型,建立狀態(tài)反饋跟蹤控制閉環(huán)系統(tǒng)。通過對CAN誘導(dǎo)時延的特征進行分析,建立帶有時延的跟蹤控制系統(tǒng)狀態(tài)空間模型。對CAN進行時間響應(yīng)分析,驗證對分析帶有CAN誘導(dǎo)時延的汽車系統(tǒng)的穩(wěn)定性的必要性。通過Lyapunov-Krasovskii泛函方法描述對帶有時延的FWID電動汽車狀態(tài)反饋跟蹤控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性條件,并通過LMI(Linear Matrix Inequality)的線性化和求解進行了控制器的設(shè)計,最后通過Matlab/Simulink對所設(shè)計控制器的有效性進行了驗證。第三章,考慮FWID電動汽車電機驅(qū)動力矩分配問題,描述基于CAN的過驅(qū)動系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時延的特征,在同時考慮力矩分配和網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時延特征的情況下,建立FWID電動汽車基于CAN的橫向運動分布式驅(qū)動跟蹤控制系統(tǒng)狀態(tài)空間模型。同樣通過第二章所運用的方法進行控制器設(shè)計并進行仿真驗證。第四章,總結(jié)本文工作并對本文未來研究方向進行展望。
【圖文】：

本文所應(yīng)用的 CAN 總線，已經(jīng)形成為汽車工業(yè)總線的總線標(biāo)1898）[14]，能夠滿足汽車中復(fù)雜系統(tǒng)的通信需求。在以往，由于 CA速率傳輸、穩(wěn)定和安全特性，對基于 CAN 的汽車系統(tǒng)進行分析時，往考慮網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)因素對汽車系統(tǒng)的影響。然而由于近年來車載網(wǎng)絡(luò)帶寬資緊張。一些研究工作運用 CAN 時間響應(yīng)分析方法[15][16]來分析 CAN 誘研究結(jié)果表明了 CAN 協(xié)議的重新傳輸次數(shù)應(yīng)該被限定在一定次數(shù)內(nèi)，新的 ISO11898 part I-2015 中對于 CAN 協(xié)議的重新傳輸功能提出在未被廢除，或者會被限定在一定重新傳輸次數(shù)內(nèi)，這足以見車載網(wǎng)絡(luò)帶寬日益缺乏，將會在不久的將來成為問題。N 是一種先進的串行總線系統(tǒng)，具有高速度，高可靠性和低成本，使許多分布式實時控制應(yīng)用。CAN 通過（CSMA/ CD-AMP）執(zhí)行帶沖突波偵聽多路訪問和消息無損傷優(yōu)先級仲裁的通信協(xié)議，以確保數(shù)據(jù)成功目的節(jié)點。圖 1.1 描述了節(jié)點競爭的過程。

圖 1.2 CAN 消息幀正如前面部分所述，CAN 報文在傳輸過程中極易出錯，為了處理這種情況，AN 協(xié)議提供了數(shù)據(jù)錯誤處理機制來保留錯誤報文的傳輸。這種機制能夠處理有五種類型的錯誤，即填充錯誤，，位錯誤，校驗錯誤，幀錯誤和確認(rèn)錯誤。這內(nèi)置的 CAN 錯誤檢測非常高效，因為未檢測到傳輸錯誤的概率非常小，因此以假設(shè)在此框架內(nèi)可以檢測到所有錯誤[17]。一旦檢測到網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中出現(xiàn)了指定數(shù)據(jù)的偏差，檢測節(jié)點將發(fā)送包含相同極性的六位錯誤幀。這是為了使錯全局化到所有節(jié)點而完成的。一旦發(fā)送錯誤幀，CAN 節(jié)點將根據(jù)設(shè)計人員規(guī)定的 CAN 節(jié)點配置丟棄錯誤據(jù)或執(zhí)行數(shù)據(jù)重新傳輸，如圖 1.3 所示,圖中 NC 是 CAN 網(wǎng)絡(luò)的非控制信息， 指的是傳感器信息，C 指的是控制器信息，e 指的是總線出現(xiàn)錯誤后出現(xiàn)的錯幀和重新傳輸發(fā)生錯誤數(shù)據(jù)的消息幀的總和。在包括 NCS 在內(nèi)的大多數(shù)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)重傳功能是有利的，因為它有助于恢復(fù)數(shù)據(jù)丟失并最大化網(wǎng)絡(luò)帶寬。如
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U469.72

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5 呹本政男;晪道力;

本文編號：2631634