【摘要】：汽車自適應(yīng)巡航控制是在傳統(tǒng)定速巡航控制的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,根據(jù)本車與前方目標(biāo)車輛或障礙物之間的相對(duì)距離,自動(dòng)控制車輛驅(qū)動(dòng)或制動(dòng)來保證合適的安全距離。論文以四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)與轉(zhuǎn)向電動(dòng)車為研究對(duì)象,依托國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“考慮駕駛員特性的四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)與轉(zhuǎn)向電動(dòng)車動(dòng)力學(xué)控制(51675257)”,利用其四輪驅(qū)動(dòng)力矩、制動(dòng)力矩及四輪轉(zhuǎn)角獨(dú)立可控的優(yōu)勢(shì)對(duì)自適應(yīng)巡航控制、再生制動(dòng)控制和后輪主動(dòng)轉(zhuǎn)角控制進(jìn)行研究。在保證自適應(yīng)巡航控制的前提下,通過再生制動(dòng)控制節(jié)省電動(dòng)車的電能消耗,通過后輪主動(dòng)轉(zhuǎn)角控制提高汽車的駕駛舒適性和操縱穩(wěn)定性。首先,論文建立了四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)與轉(zhuǎn)向電動(dòng)車的仿真模型。應(yīng)用MATLAB/Simulink軟件,根據(jù)四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)與轉(zhuǎn)向電動(dòng)車實(shí)車上各項(xiàng)參數(shù),建立四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)與轉(zhuǎn)向電動(dòng)車仿真模型,與CarSim軟件聯(lián)合仿真對(duì)所設(shè)計(jì)的模型進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,證明了建立模型的合理性。其次,設(shè)計(jì)了自適應(yīng)巡航控制(ACC)策略。綜合考慮了理論安全距離與兩車之間的實(shí)際距離之差以及兩車之間相對(duì)車速的模式切換控制和再生制動(dòng)控制,該控制策略將ACC系統(tǒng)分為跟隨前車模式、定速巡航模式和勻速行駛模式,設(shè)計(jì)了包括理論安全距離算法、驅(qū)動(dòng)力矩控制算法、制動(dòng)力矩控制算法的自適應(yīng)巡航控制器并充分利用四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)與轉(zhuǎn)向電動(dòng)車的優(yōu)勢(shì),采用再生制動(dòng)控制回收車輛制動(dòng)部分消耗的能量,節(jié)省了電動(dòng)車的能源消耗,應(yīng)用MATLAB/Simulink與CarSim軟件聯(lián)合對(duì)該控制策略進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。再次,設(shè)計(jì)后輪主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制策略。選取線性二自由度車輛模型為參考模型,基于最優(yōu)控制理論設(shè)計(jì)附加后輪轉(zhuǎn)角決策控制器。當(dāng)車輛的質(zhì)心側(cè)偏角、橫擺角速度超出參考模型中計(jì)算出的期望值時(shí),附加后輪轉(zhuǎn)角決策控制器會(huì)控制兩個(gè)后輪產(chǎn)生一定的轉(zhuǎn)角,有效提高汽車在自適應(yīng)巡航控制過程中的操縱穩(wěn)定性。最后,基于駕駛模擬器試驗(yàn)臺(tái)對(duì)具有后輪主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制的自適應(yīng)巡航控制策略進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。搭建基于駕駛模擬器試驗(yàn)臺(tái)的整車模型,設(shè)計(jì)自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的典型試驗(yàn)工況對(duì)控制策略進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:設(shè)計(jì)的自適應(yīng)巡航控制算法、理論安全距離算法以及后輪主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制算法能夠使本車安全跟隨前車行駛,提高車輛的操縱穩(wěn)定性。
【學(xué)位授予單位】：遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U463.6
【圖文】：

1.2 四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)與轉(zhuǎn)向電動(dòng)車國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)與轉(zhuǎn)向電動(dòng)車是分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的一種，屬于多輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車。多輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車一般為輪轂電機(jī)，應(yīng)用線控驅(qū)動(dòng)控制各個(gè)輪轂電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩，使得驅(qū)動(dòng)力矩分配更加精確，控制效果更加良好，目前成為各大汽車公司、科研部門的研究熱點(diǎn)[5]。1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀日本豐田公司在第 37 屆東京車展中展出概念車 Fine-N，它裝配的是超薄的燃料電池，厚度僅為 150mm，并且其加速能力與傳統(tǒng)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車不相上下，因?yàn)樗b備的儲(chǔ)氫罐壓強(qiáng)能夠達(dá)到 70MPa，可以在需要時(shí)提供足夠的能量。同時(shí) Fine-N 使用的是整車動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)，全車采用線控技術(shù)分別控制四個(gè)輪轂電機(jī)，每個(gè)輪轂電機(jī)的最大功率是 25KW，最大扭矩為 110Nm。兩年后，豐田公司在第 39 屆東京車展上展出了一款更加先進(jìn)的概念車 Fine-X，該車最顯著的特點(diǎn)是采用了可以更容易停車入庫(kù)等功能的四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)原地轉(zhuǎn)向等特殊需求，而且四個(gè)輪轂電機(jī)分別獨(dú)立的供給整車足夠的驅(qū)動(dòng)力[6]。

圖 1.2 三菱 i-MIEV 概念電動(dòng)車 1.2 Mitsubishi i-MIEV conceptual electric vehi世紀(jì)初相繼推出了其研制的一系列 PIV別使用 4 個(gè)輪轂電機(jī)作為整車動(dòng)力的來，所以它的轉(zhuǎn)彎半徑非常小，能夠在非城市工況下進(jìn)行推廣使用。在 2010 年根據(jù)需求進(jìn)行一定角度的旋轉(zhuǎn)，并且可和空間利用率之高[8]。

圖 1.2 三菱 i-MIEV 概念電動(dòng)車Fig. 1.2 Mitsubishi i-MIEV conceptual electric vehicle日本日產(chǎn)公司在 21 世紀(jì)初相繼推出了其研制的一系列 PIVO 概念電動(dòng)車，該電動(dòng)采用全系線控技術(shù)，分別使用 4 個(gè)輪轂電機(jī)作為整車動(dòng)力的來源，并在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上可進(jìn)行四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向控制，所以它的轉(zhuǎn)彎半徑非常小，能夠在非常狹小的空間內(nèi)進(jìn)行原轉(zhuǎn)向，非常適合目前的城市工況下進(jìn)行推廣使用。在 2010 年，日產(chǎn)公司推出最新款 PIVO 3，其座椅可以根據(jù)需求進(jìn)行一定角度的旋轉(zhuǎn)，并且可以同時(shí)乘坐 3 人，充分現(xiàn)出了它的人性化程度和空間利用率之高[8]。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號(hào)：2795824