發(fā)布時間：2020-10-10 04:20

　　 電動汽車作為未來交通出行的主要平臺在世界范圍內(nèi)受到越來越多的關(guān)注,其零排放的特性符合能源利用綠色清潔化的大趨勢。區(qū)別于傳統(tǒng)集中驅(qū)動式電動汽車,分布式驅(qū)動電動汽車的獨特構(gòu)型使其不僅具有電動汽車力矩精確可控、響應(yīng)速度快的特點,還擁有更大的控制自由度,可實現(xiàn)單輪層面的力矩控制。上述的這些特點使其動力學控制成為近年來的研究熱點。本文以輪轂四驅(qū)電動汽車為研究對象,充分利用其驅(qū)動控制優(yōu)勢,對驅(qū)動力分配與驅(qū)動防滑技術(shù)展開研究,在傳統(tǒng)的動力學控制基礎(chǔ)之上探索更多可能性。首先,本文闡述了分布式驅(qū)動電動汽車的發(fā)展與當前驅(qū)動力控制研究現(xiàn)狀。根據(jù)輪轂四驅(qū)電動汽車構(gòu)型特點確定了動力學模型架構(gòu),在CarSim環(huán)境下基于傳統(tǒng)車模型根據(jù)實車參數(shù)匹配改裝完成了動力學仿真車體模型,之后在Simulink下搭建電機模型與駕駛員模型,為后面策略仿真驗證建立基礎(chǔ)。其次,對常規(guī)工況下驅(qū)動力分配策略展開研究。本文驅(qū)動力分配研究立足于汽車日常穩(wěn)定行駛過程,以改善轉(zhuǎn)向操縱性為主要內(nèi)容,確定了以提高橫擺角速度穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)響應(yīng)為目標的驅(qū)動力分配策略。驅(qū)動力前后軸分配主要影響橫擺角速度穩(wěn)態(tài)響應(yīng),所以將其作為改善橫擺角速度穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的主要分配方法進行了研究。將橫擺角速度瞬態(tài)響應(yīng)過程看做二階系統(tǒng),調(diào)節(jié)固有頻率與阻尼比以設(shè)計理想目標,通過左右電機差動扭矩形成直接橫擺力矩進行控制,最終實現(xiàn)了橫擺角速度動態(tài)性能的改善。然后,對驅(qū)動防滑控制進行研究。影響驅(qū)動防滑控制效果的關(guān)鍵是路面最優(yōu)滑轉(zhuǎn)率識別。本文利用-曲線中最優(yōu)滑轉(zhuǎn)率與最大利用附著系數(shù)關(guān)系特性進行路面識別,后結(jié)合模糊邏輯推理匹配路面類型進行修正�；诼访孀R別結(jié)果進行驅(qū)動防滑PI控制,并加入前饋補償環(huán)節(jié)以減小滑轉(zhuǎn)率控制超調(diào),同時對PI控制參數(shù)進行了模糊自整定以適應(yīng)不同路面類型。在單輪層面的防滑控制后同樣需要考慮整車層面滑轉(zhuǎn)力矩的協(xié)調(diào)問題,由于車輪發(fā)生滑轉(zhuǎn)后會影響整車行駛的動力性與穩(wěn)定性,所以根據(jù)不同滑轉(zhuǎn)工況制定了相應(yīng)的滑轉(zhuǎn)力矩動態(tài)補償邏輯。本文最后提出了分層式的動力學控制架構(gòu),實現(xiàn)了驅(qū)動力分配與驅(qū)動防滑的集成控制,其中在低附作路面下決策的過大的差扭橫擺力矩極易引起汽車側(cè)滑,根據(jù)摩擦橢圓原理考慮輪胎附著能力對差扭驅(qū)動力分配進行了優(yōu)化。最后,對驅(qū)動力分配與驅(qū)動防滑策略進行了離線仿真驗證與實車試驗。離線仿真時為精確辨識橫擺角速度頻率特性建立了基于ARMAX模型的辨識算法。受制于試驗條件的限制,實車試驗主要對差扭驅(qū)動力分配進行驗證,主要包括差扭控制實車應(yīng)用中的功能安全性、連續(xù)轉(zhuǎn)向時方向盤轉(zhuǎn)角使用程度及轉(zhuǎn)向瞬態(tài)響應(yīng)三個層面。
【學位單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U469.72
【部分圖文】：

該車區(qū)別于前車最大特點就是采用機械制動與電機制動年，最高時速達 311km/h 的轎車 KAZ 研發(fā)成功，其采用了 8 。同時期，東京大學的輪轂驅(qū)動電動汽車-“UOT Electricric March II”也相繼研發(fā)成功。除了大學，國外傳統(tǒng)車企也的研發(fā)工作，三菱汽車公司將量產(chǎn)車“Lancer Evolution”傳動裝置，加裝了四個輪轂電機，在 2005 年低 39 屆東京動汽車。2003 年，美國通用汽車公司開發(fā)了一款兩輪輪轂電在之后的 2005 年，其又開發(fā)出四輪輪轂驅(qū)動電動汽車 Seq供能源，并能進行制動能量回收。美國底特律的 Protean E輪轂電機生產(chǎn)商之一，其輪轂電機集成了逆變器等電子電直接相連，無需減速器等機構(gòu)，重量和體積大大減小，其矩 1250Nm，完全滿足一般汽車動力性要求。

配策略將運動總力分配至四個車輪上。在角階躍試驗中，橫擺角速控制前期出現(xiàn)很大幅度震蕩，而有約束的終端滑�？刂圃谡麄�過程，且很快逼近理性特性。驗證了終端滑�？刂葡啾扔谄胀ɑ？刂葡迺r間快速收斂的特點[11]。大學熊璐團隊也對四驅(qū)電動汽車穩(wěn)定性橫擺控制進行了很多探索。的控制結(jié)構(gòu)，上層運動控制器輸出縱向加速需求力矩與經(jīng)過線性二 方法）決策出的橫擺力矩。最后將上述控制合力經(jīng)過力矩分配器采乘法優(yōu)化分配[12][13]。大學的任秉韜針對輪轂驅(qū)動過約束控制系統(tǒng)特點設(shè)計了分層式的穩(wěn)慮到輪胎側(cè)偏力非線性特性的影響，采用非線性三步法設(shè)計了上層路面附著飽和與輪轂電機驅(qū)動能力約束，建立了基于 MPC 滾動優(yōu)最優(yōu)分配器，經(jīng)試驗驗證算法具有一定的實時性能[14]。

第 2 章 四驅(qū)輪轂驅(qū)動電動汽車動力學建模2.2 CarSim 仿真環(huán)境及接口設(shè)置（1）CarSim 仿真環(huán)境 CarSim 作為一款成熟的汽車動力學仿真軟件，具有仿真精度高、界面友好、運行穩(wěn)定的特點[22]。圖 2.2 是 CarSim 仿真主界面，提供了供用戶選擇的汽車配置功能、仿真工況選擇、聯(lián)合仿真接口設(shè)置、仿真參數(shù)曲線顯示及仿真 3D 動畫演示。

【參考文獻】

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相關(guān)博士學位論文 前6條

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相關(guān)碩士學位論文 前2條

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本文編號：2834717