基于磁流變減振器逆模型的輪轂電機式電動汽車懸架控制研究
發(fā)布時間:2021-05-12 07:09
隨著環(huán)保和節(jié)能的觀念不斷加強,越來越多的消費者開始選擇電動汽車作為主要交通工具。由于國家政策的扶持,汽車企業(yè)對電動汽車研發(fā)的投入逐年增長。輪轂電機式電動汽車作為電動汽車的一個發(fā)展方向,因其獨特的驅(qū)動方式,與傳統(tǒng)驅(qū)動汽車相比具有操控性強、集成度高以及占用空間少等優(yōu)點。然而,由于輪轂電機的引入,導致輪轂電機式電動汽車存在非簧載質(zhì)量增加和輪轂電機激勵的負效應問題。因此,采用合適的措施對輪轂電機式電動汽車平順性進行改善,具有理論研究價值和實際應用意義。目前,針對輪轂電機式電動汽車平順性主要存在輪轂電機輕量化、傳統(tǒng)懸架優(yōu)化、動力吸振器應用和智能懸架開發(fā)四種改善措施。前三種改善措施效果一般或應用具有局限性,本文選擇引入半主動懸架研究輪轂電機式電動汽車平順性改善問題。針對輪轂電機式電動汽車懸架控制研究,已經(jīng)開展了諸多相關研究工作。但是,已有研究大多基于1/4車輛模型,平面模型和空間模型較少,對采用的路面激勵時域模型的合理性缺乏探討,采用的控制策略較少考慮到輪轂電機激勵的影響,與實際控制執(zhí)行機構結(jié)合也少。針對輪轂電機式電動汽車平順性及其懸架控制研究面臨的問題,依托中國汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金重點研究項...
【文章來源】:吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:121 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 輪轂電機式電動汽車平順性研究概述
1.1.1 研究重要性
1.1.2 研究現(xiàn)狀
1.1.3 研究重點
1.2 輪轂電機式電動汽車平順性改善措施分析
1.2.1 改善主要措施
1.2.2 輪轂電機輕量化分析
1.2.3 傳統(tǒng)懸架優(yōu)化分析
1.2.4 動力吸振器應用分析
1.2.5 智能懸架開發(fā)分析
1.2.6 主要改善措施綜合分析
1.3 輪轂電機式電動汽車懸架控制研究現(xiàn)狀
1.3.1 存在的不足
1.3.2 面臨的主要問題
1.3.3 智能懸架應用研究現(xiàn)狀
1.3.4 懸架控制執(zhí)行機構實現(xiàn)研究現(xiàn)狀
1.4 本文研究的主要內(nèi)容和意義
1.4.1 本文研究主要內(nèi)容
1.4.2 本文研究意義
第2章 基于Padé逼近的前后輪路面激勵時域模型及其應用分析
2.1 Padé逼近的基本原理
2.1.1 Padé逼近的基本思想
2.1.2 Padé逼近的顯式表示
2.2 指數(shù)函數(shù)的Padé逼近及其應用
2.2.1 指數(shù)函數(shù)的Padé逼近
2.2.2 指數(shù)函數(shù)Padé逼近的應用
2.3 前后輪路面激勵時域模型及其仿真
2.3.1 前輪路面激勵時域模型的描述
2.3.2 前后輪路面激勵時域模型的描述
2.3.3 前后輪路面激勵的時域仿真
2.3.4 前后輪路面激勵的頻域仿真
2.4 汽車四自由度平面模型及其仿真方法
2.4.1 汽車四自由度平面模型
2.4.2 汽車四自由度平面模型的時域仿真方法
2.4.3 汽車四自由度平面模型的頻域仿真方法
2.5 不同階次Padé逼近下汽車平順性仿真效果比較
2.5.1 比較的基準和方案
2.5.2 比較指標
2.5.3 車身垂向加速度均方根值的比較
2.5.4 車身俯仰角加速度均方根值的比較
2.5.5 前懸架動行程均方根值的比較
2.5.6 后懸架動行程均方根值的比較
2.5.7 前輪胎動載荷均方根值的比較
2.5.8 后輪胎動載荷均方根值的比較
2.5.9 比較結(jié)果分析
2.6 本章小結(jié)
第3章 磁流變減振器動力學正模型及其控制逆模型
3.1 磁流變減振器動力學正模型
3.1.1 Bouc-Wen現(xiàn)象模型的數(shù)學描述
3.1.2 Bouc-Wen現(xiàn)象模型的仿真模型
3.1.3 Bouc-Wen現(xiàn)象模型特性的仿真分析
3.2 NARX神經(jīng)網(wǎng)絡概述
3.2.1 NARX神經(jīng)網(wǎng)絡基本原理
3.2.2 NARX神經(jīng)網(wǎng)絡的MATLAB實現(xiàn)
3.3 磁流變減振器控制逆模型
3.3.1 訓練樣本的確定
3.3.2 控制逆模型的神經(jīng)網(wǎng)絡結(jié)構設計
3.3.3 控制逆模型訓練和測試評價
3.4 本章小結(jié)
第4章 輪轂電機式電動汽車天棚-地棚混合控制策略的自適應優(yōu)化
4.1 輪轂電機激勵模型的建立
4.1.1 輪轂電機激勵模型
4.1.2 輪轂電機激勵仿真模型及應用
4.2 輪轂電機式被動懸架電動汽車平順性仿真分析
4.2.1 輪轂電機式電動汽車模型
4.2.2 狀態(tài)空間方程
4.2.3 輪轂電機式被動懸架電動汽車仿真模型
4.2.4 汽車平順性仿真分析
4.3 電機激勵對輪轂電機式電動汽車三種控制策略的影響
4.3.1 三種控制策略概述
4.3.2 三種控制策略仿真模型的建立
4.3.3 電機激勵對天棚控制策略的影響
4.3.4 電機激勵對地棚控制策略的影響
4.3.5 電機激勵對天棚-地棚混合控制策略效果的影響分析
4.3.6 電機激勵對四種懸架形式影響的對比分析
4.4 JADE算法和FxLMS算法
4.4.1 差分進化算法及其改進
4.4.2 JADE算法
4.4.3 自適應LMS算法
4.4.4 FxLMS算法
4.5 基于JADE算法的天棚-地棚混合控制策略自適應優(yōu)化
4.5.1 控制參數(shù)優(yōu)化思路
4.5.2 自適應優(yōu)化方案設計
4.5.3 兩種阻尼系數(shù)的優(yōu)化
4.5.4 前后阻尼力分配系數(shù)的優(yōu)化
4.5.5 自適應優(yōu)化的效果
4.6 基于FxLMS算法的天棚-地棚混合控制策略自適應優(yōu)化
4.6.1 控制策略優(yōu)化的基本原理
4.6.2 控制參數(shù)優(yōu)化思路
4.6.3 三種阻尼系數(shù)的優(yōu)化
4.6.4 阻尼力分配系數(shù)的優(yōu)化
4.6.5 自適應優(yōu)化的效果
4.6.6 兩種算法自適應優(yōu)化效果的對比分析
4.7 本章小結(jié)
第5章 基于磁流變減振器逆模型的輪轂電機式電動汽車控制實現(xiàn)
5.1 包含磁流變減振器的輪轂電機式電動汽車平面模型
5.1.1 平面模型
5.1.2 Simulink仿真模型
5.2 磁流變減振器逆模型應用原理
5.2.1 基本原理
5.2.2 逆模型應用評價方案制定
5.3 基于磁流變減振器逆模型的仿真實現(xiàn)
5.3.1 逆模型輸入數(shù)據(jù)提取
5.3.2 逆模型控制電壓生成
5.3.3 逆模型應用仿真評價
5.4 本章小結(jié)
第6章 全文總結(jié)及展望
參考文獻
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]輪轂電機不平衡徑向力導致的整車振動研究進展[J]. 王艷陽,楊馥寧,商福興. 汽車技術. 2019(04)
[2]輪轂電機驅(qū)動電動汽車的懸架定位參數(shù)優(yōu)化分析[J]. 肖文文,張緩緩,軒飛虎. 中國測試. 2018(09)
[3]基于ADAMS/Car軟件研究輪轂電機驅(qū)動電動汽車的平順性[J]. 肖文文,張緩緩,軒飛虎. 制造業(yè)自動化. 2018(07)
[4]電動輪輪內(nèi)主動減振器的非線性最優(yōu)滑模模糊控制[J]. 王駿騁,何仁. 汽車工程. 2018(06)
[5]輪轂電機驅(qū)動電動汽車平順性控制仿真[J]. 鄭陽,陳勇,趙理. 計算機仿真. 2018(06)
[6]開關磁阻電機和路面對電動汽車振動影響的分析[J]. 李杰,高雄,王培德. 汽車工程. 2018(04)
[7]輪轂電驅(qū)動汽車乘坐舒適性研究[J]. 鄭琦,楊旭凱,黃文崗,郭洪艷. 吉林大學學報(信息科學版). 2018(01)
[8]分布式驅(qū)動電動汽車輪轂設計與優(yōu)化[J]. 陳家琦,王冬良,劉海明. 農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程. 2017(11)
[9]基于單邊盤式電機的新型集成化電動車輪[J]. 高志華,程遠雄,吳凌峰. 南昌工程學院學報. 2017(04)
[10]基于主動懸架控制輪邊驅(qū)動電動車垂向振動研究[J]. 鐘銀輝,李以農(nóng),楊超,徐廣徽,孟凡明. 振動與沖擊. 2017(11)
博士論文
[1]輪轂電機驅(qū)動電動汽車懸架系統(tǒng)振動控制方法研究[D]. 王悅.沈陽工業(yè)大學 2018
[2]電動汽車懸架系統(tǒng)主動控制策略研究[D]. 王剛.沈陽工業(yè)大學 2017
[3]半主動懸架電動輪汽車的動力學特性與振動控制研究[D]. 楊蔚華.武漢科技大學 2015
[4]基于主動輪系統(tǒng)的電動汽車整車動力學分析與集成控制[D]. 孫偉.重慶大學 2015
[5]基于輪邊驅(qū)動電動車的饋能型懸架綜合性能研究[D]. 王艷陽.重慶大學 2014
[6]磁流變阻尼器的動力學模型及其在車輛懸架中的應用研究[D]. 宗路航.中國科學技術大學 2013
[7]內(nèi)置懸置的輪轂電機驅(qū)動系統(tǒng)動力學特性及結(jié)構優(yōu)化[D]. 譚迪.華南理工大學 2013
[8]車輛半主動懸架非線性特性與控制算法研究[D]. 吳參.浙江大學 2010
[9]整車懸架振動智能半主動控制研究[D]. 王昊.南京航空航天大學 2006
碩士論文
[1]基于車輛響應識別路面不平度的神經(jīng)網(wǎng)絡方法研究[D]. 谷盛豐.吉林大學 2018
[2]電動汽車DYC系統(tǒng)與主動懸架系統(tǒng)聯(lián)合控制研究[D]. 劉穎.武漢科技大學 2018
[3]電動汽車懸架系統(tǒng)優(yōu)化與控制研究[D]. 李燕超.青島科技大學 2018
[4]輪邊驅(qū)動電動車車輪模塊化設計研究[D]. 姜愉.河北工程大學 2018
[5]輪轂驅(qū)動車輛懸架及車輪定位參數(shù)優(yōu)化研究[D]. 王克飛.安徽工程大學 2017
[6]某轎車多工況有級可調(diào)阻尼半主動懸架控制設計與試驗研究[D]. 楊威.吉林大學 2017
[7]基于FXLMS算法的車內(nèi)噪聲主動控制技術研究[D]. 曾文杰.江蘇大學 2017
[8]考慮電機激勵的輪轂電機驅(qū)動電動汽車平順性分析與多目標優(yōu)化[D]. 王培德.吉林大學 2017
[9]基于縱臂懸架的輪轂電機直驅(qū)車輛行駛特性研究[D]. 楊凱.太原科技大學 2017
[10]基于磁流變阻尼器的半主動懸架控制策略研究[D]. 胡鉑.浙江大學 2017
本文編號:3182977
【文章來源】:吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:121 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 輪轂電機式電動汽車平順性研究概述
1.1.1 研究重要性
1.1.2 研究現(xiàn)狀
1.1.3 研究重點
1.2 輪轂電機式電動汽車平順性改善措施分析
1.2.1 改善主要措施
1.2.2 輪轂電機輕量化分析
1.2.3 傳統(tǒng)懸架優(yōu)化分析
1.2.4 動力吸振器應用分析
1.2.5 智能懸架開發(fā)分析
1.2.6 主要改善措施綜合分析
1.3 輪轂電機式電動汽車懸架控制研究現(xiàn)狀
1.3.1 存在的不足
1.3.2 面臨的主要問題
1.3.3 智能懸架應用研究現(xiàn)狀
1.3.4 懸架控制執(zhí)行機構實現(xiàn)研究現(xiàn)狀
1.4 本文研究的主要內(nèi)容和意義
1.4.1 本文研究主要內(nèi)容
1.4.2 本文研究意義
第2章 基于Padé逼近的前后輪路面激勵時域模型及其應用分析
2.1 Padé逼近的基本原理
2.1.1 Padé逼近的基本思想
2.1.2 Padé逼近的顯式表示
2.2 指數(shù)函數(shù)的Padé逼近及其應用
2.2.1 指數(shù)函數(shù)的Padé逼近
2.2.2 指數(shù)函數(shù)Padé逼近的應用
2.3 前后輪路面激勵時域模型及其仿真
2.3.1 前輪路面激勵時域模型的描述
2.3.2 前后輪路面激勵時域模型的描述
2.3.3 前后輪路面激勵的時域仿真
2.3.4 前后輪路面激勵的頻域仿真
2.4 汽車四自由度平面模型及其仿真方法
2.4.1 汽車四自由度平面模型
2.4.2 汽車四自由度平面模型的時域仿真方法
2.4.3 汽車四自由度平面模型的頻域仿真方法
2.5 不同階次Padé逼近下汽車平順性仿真效果比較
2.5.1 比較的基準和方案
2.5.2 比較指標
2.5.3 車身垂向加速度均方根值的比較
2.5.4 車身俯仰角加速度均方根值的比較
2.5.5 前懸架動行程均方根值的比較
2.5.6 后懸架動行程均方根值的比較
2.5.7 前輪胎動載荷均方根值的比較
2.5.8 后輪胎動載荷均方根值的比較
2.5.9 比較結(jié)果分析
2.6 本章小結(jié)
第3章 磁流變減振器動力學正模型及其控制逆模型
3.1 磁流變減振器動力學正模型
3.1.1 Bouc-Wen現(xiàn)象模型的數(shù)學描述
3.1.2 Bouc-Wen現(xiàn)象模型的仿真模型
3.1.3 Bouc-Wen現(xiàn)象模型特性的仿真分析
3.2 NARX神經(jīng)網(wǎng)絡概述
3.2.1 NARX神經(jīng)網(wǎng)絡基本原理
3.2.2 NARX神經(jīng)網(wǎng)絡的MATLAB實現(xiàn)
3.3 磁流變減振器控制逆模型
3.3.1 訓練樣本的確定
3.3.2 控制逆模型的神經(jīng)網(wǎng)絡結(jié)構設計
3.3.3 控制逆模型訓練和測試評價
3.4 本章小結(jié)
第4章 輪轂電機式電動汽車天棚-地棚混合控制策略的自適應優(yōu)化
4.1 輪轂電機激勵模型的建立
4.1.1 輪轂電機激勵模型
4.1.2 輪轂電機激勵仿真模型及應用
4.2 輪轂電機式被動懸架電動汽車平順性仿真分析
4.2.1 輪轂電機式電動汽車模型
4.2.2 狀態(tài)空間方程
4.2.3 輪轂電機式被動懸架電動汽車仿真模型
4.2.4 汽車平順性仿真分析
4.3 電機激勵對輪轂電機式電動汽車三種控制策略的影響
4.3.1 三種控制策略概述
4.3.2 三種控制策略仿真模型的建立
4.3.3 電機激勵對天棚控制策略的影響
4.3.4 電機激勵對地棚控制策略的影響
4.3.5 電機激勵對天棚-地棚混合控制策略效果的影響分析
4.3.6 電機激勵對四種懸架形式影響的對比分析
4.4 JADE算法和FxLMS算法
4.4.1 差分進化算法及其改進
4.4.2 JADE算法
4.4.3 自適應LMS算法
4.4.4 FxLMS算法
4.5 基于JADE算法的天棚-地棚混合控制策略自適應優(yōu)化
4.5.1 控制參數(shù)優(yōu)化思路
4.5.2 自適應優(yōu)化方案設計
4.5.3 兩種阻尼系數(shù)的優(yōu)化
4.5.4 前后阻尼力分配系數(shù)的優(yōu)化
4.5.5 自適應優(yōu)化的效果
4.6 基于FxLMS算法的天棚-地棚混合控制策略自適應優(yōu)化
4.6.1 控制策略優(yōu)化的基本原理
4.6.2 控制參數(shù)優(yōu)化思路
4.6.3 三種阻尼系數(shù)的優(yōu)化
4.6.4 阻尼力分配系數(shù)的優(yōu)化
4.6.5 自適應優(yōu)化的效果
4.6.6 兩種算法自適應優(yōu)化效果的對比分析
4.7 本章小結(jié)
第5章 基于磁流變減振器逆模型的輪轂電機式電動汽車控制實現(xiàn)
5.1 包含磁流變減振器的輪轂電機式電動汽車平面模型
5.1.1 平面模型
5.1.2 Simulink仿真模型
5.2 磁流變減振器逆模型應用原理
5.2.1 基本原理
5.2.2 逆模型應用評價方案制定
5.3 基于磁流變減振器逆模型的仿真實現(xiàn)
5.3.1 逆模型輸入數(shù)據(jù)提取
5.3.2 逆模型控制電壓生成
5.3.3 逆模型應用仿真評價
5.4 本章小結(jié)
第6章 全文總結(jié)及展望
參考文獻
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]輪轂電機不平衡徑向力導致的整車振動研究進展[J]. 王艷陽,楊馥寧,商福興. 汽車技術. 2019(04)
[2]輪轂電機驅(qū)動電動汽車的懸架定位參數(shù)優(yōu)化分析[J]. 肖文文,張緩緩,軒飛虎. 中國測試. 2018(09)
[3]基于ADAMS/Car軟件研究輪轂電機驅(qū)動電動汽車的平順性[J]. 肖文文,張緩緩,軒飛虎. 制造業(yè)自動化. 2018(07)
[4]電動輪輪內(nèi)主動減振器的非線性最優(yōu)滑模模糊控制[J]. 王駿騁,何仁. 汽車工程. 2018(06)
[5]輪轂電機驅(qū)動電動汽車平順性控制仿真[J]. 鄭陽,陳勇,趙理. 計算機仿真. 2018(06)
[6]開關磁阻電機和路面對電動汽車振動影響的分析[J]. 李杰,高雄,王培德. 汽車工程. 2018(04)
[7]輪轂電驅(qū)動汽車乘坐舒適性研究[J]. 鄭琦,楊旭凱,黃文崗,郭洪艷. 吉林大學學報(信息科學版). 2018(01)
[8]分布式驅(qū)動電動汽車輪轂設計與優(yōu)化[J]. 陳家琦,王冬良,劉海明. 農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程. 2017(11)
[9]基于單邊盤式電機的新型集成化電動車輪[J]. 高志華,程遠雄,吳凌峰. 南昌工程學院學報. 2017(04)
[10]基于主動懸架控制輪邊驅(qū)動電動車垂向振動研究[J]. 鐘銀輝,李以農(nóng),楊超,徐廣徽,孟凡明. 振動與沖擊. 2017(11)
博士論文
[1]輪轂電機驅(qū)動電動汽車懸架系統(tǒng)振動控制方法研究[D]. 王悅.沈陽工業(yè)大學 2018
[2]電動汽車懸架系統(tǒng)主動控制策略研究[D]. 王剛.沈陽工業(yè)大學 2017
[3]半主動懸架電動輪汽車的動力學特性與振動控制研究[D]. 楊蔚華.武漢科技大學 2015
[4]基于主動輪系統(tǒng)的電動汽車整車動力學分析與集成控制[D]. 孫偉.重慶大學 2015
[5]基于輪邊驅(qū)動電動車的饋能型懸架綜合性能研究[D]. 王艷陽.重慶大學 2014
[6]磁流變阻尼器的動力學模型及其在車輛懸架中的應用研究[D]. 宗路航.中國科學技術大學 2013
[7]內(nèi)置懸置的輪轂電機驅(qū)動系統(tǒng)動力學特性及結(jié)構優(yōu)化[D]. 譚迪.華南理工大學 2013
[8]車輛半主動懸架非線性特性與控制算法研究[D]. 吳參.浙江大學 2010
[9]整車懸架振動智能半主動控制研究[D]. 王昊.南京航空航天大學 2006
碩士論文
[1]基于車輛響應識別路面不平度的神經(jīng)網(wǎng)絡方法研究[D]. 谷盛豐.吉林大學 2018
[2]電動汽車DYC系統(tǒng)與主動懸架系統(tǒng)聯(lián)合控制研究[D]. 劉穎.武漢科技大學 2018
[3]電動汽車懸架系統(tǒng)優(yōu)化與控制研究[D]. 李燕超.青島科技大學 2018
[4]輪邊驅(qū)動電動車車輪模塊化設計研究[D]. 姜愉.河北工程大學 2018
[5]輪轂驅(qū)動車輛懸架及車輪定位參數(shù)優(yōu)化研究[D]. 王克飛.安徽工程大學 2017
[6]某轎車多工況有級可調(diào)阻尼半主動懸架控制設計與試驗研究[D]. 楊威.吉林大學 2017
[7]基于FXLMS算法的車內(nèi)噪聲主動控制技術研究[D]. 曾文杰.江蘇大學 2017
[8]考慮電機激勵的輪轂電機驅(qū)動電動汽車平順性分析與多目標優(yōu)化[D]. 王培德.吉林大學 2017
[9]基于縱臂懸架的輪轂電機直驅(qū)車輛行駛特性研究[D]. 楊凱.太原科技大學 2017
[10]基于磁流變阻尼器的半主動懸架控制策略研究[D]. 胡鉑.浙江大學 2017
本文編號:3182977
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