四輪輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車自適應(yīng)巡航控制(ACC)系統(tǒng)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-26 18:28
隨著汽車保有量的增加,道路交通事故時(shí)有發(fā)生,但據(jù)調(diào)查,90%的事故是由駕駛員的疲勞駕駛引起的,汽車ACC系統(tǒng)能有效的提高道路通行密度且降低駕駛員的疲乏操作。但當(dāng)前的ACC系統(tǒng)主要針對(duì)的是傳統(tǒng)燃油汽車,與傳統(tǒng)燃油汽車相比,電動(dòng)汽車省去了中間的傳動(dòng)系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)直接通過電機(jī)完成對(duì)車輛的驅(qū)動(dòng)和制動(dòng),因此本文針對(duì)輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車對(duì)其ACC系統(tǒng)進(jìn)行探討。為了加強(qiáng)ACC系統(tǒng)精確性,選擇在Carsim汽車構(gòu)架基礎(chǔ)上通過外部輸入輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)系統(tǒng),從而搭建整車縱向動(dòng)力學(xué)模型,并通過與傳統(tǒng)燃油汽車的對(duì)比分析驗(yàn)證了該模型縱向操作的正確性。為了加強(qiáng)系統(tǒng)安全性,在可變車頭時(shí)距安全距離模型基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了考慮前車加速度的安全距離模型。與之前大多學(xué)者研究的只考慮兩車相對(duì)速度以及相對(duì)距離的安全距離模型相比,考慮前車加速度的安全模型能在前車緊急減速或突然停車的情況下,仍使兩車保持在安全的距離,提高了系統(tǒng)的安全性。為了滿足車輛在行駛工況發(fā)生變化時(shí)可以瞬時(shí)切換到適合的巡航模式,設(shè)計(jì)了合適的模式切換邊界,可以使系統(tǒng)根據(jù)行駛工況以及前車車速的變化,合理的選擇車輛行駛的模式。使車輛在實(shí)際行駛工況中的適應(yīng)性更強(qiáng),更好的滿足實(shí)際...
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
CarSim 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖
中北大學(xué)學(xué)位論文17實(shí)施相應(yīng)的制動(dòng)措施。制動(dòng)系統(tǒng)通俗地來講就是為了讓得司機(jī)能夠更加輕簡(jiǎn)地給予正在行進(jìn)車輛以相應(yīng)約束的結(jié)構(gòu)。圖2.3給出了通常所用液壓式的制動(dòng)系統(tǒng)[66]。圖2.3制動(dòng)系統(tǒng)圖上圖中所看到的制動(dòng)鼓,其與輪轂結(jié)合的非常緊,如果不進(jìn)行制動(dòng),那么制動(dòng)鼓以及摩擦片間始終具有相應(yīng)的空間,此時(shí)的車輪不受制動(dòng)鼓的摩擦并正常行駛。倘若車輛遇到減速情形,就必須進(jìn)行剎車制動(dòng),此時(shí)和其相連的桿體就會(huì)推動(dòng)主缸活塞,將制動(dòng)主缸里的制動(dòng)液體(剎車油)以適當(dāng)?shù)膲毫ψ⑷胼喐。此時(shí),輪缸活塞在剎車油的作用下使得制動(dòng)蹄發(fā)生了繞支撐軸轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng),并向支撐軸的兩側(cè)打開,摩擦片在制動(dòng)蹄的壓力下緊密壓合在了制動(dòng)鼓上,由此產(chǎn)生了制動(dòng)效果[67]。固定制動(dòng)蹄與轉(zhuǎn)動(dòng)制動(dòng)蹄生成一個(gè)由于摩擦而產(chǎn)生的并且和車輪轉(zhuǎn)動(dòng)反向的制動(dòng)力矩Tb。Tb經(jīng)由制動(dòng)鼓到達(dá)車輪,因車輛重力以及車輛與地面的摩擦力會(huì)使地面對(duì)車輪存在一個(gè)附著力Fμ,同時(shí),由于力的相互作用力,地面會(huì)對(duì)車輪產(chǎn)生一個(gè)大小相等且方向相反的反作用力即是制動(dòng)力FB。目前車輛普遍安裝的摩擦制動(dòng)器包括鼓式和盤式兩類。兩種制動(dòng)器的區(qū)別主要在于制動(dòng)盤的形狀不同,鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)盤呈現(xiàn)出圓柱形,而盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤呈現(xiàn)出圓盤形[68]。本論文選用的輪缸式鼓式制動(dòng)器作為所研究電動(dòng)車的外部輸入制動(dòng)器。為了較為簡(jiǎn)便的建立制動(dòng)器模型,需將制動(dòng)器近似看成是一個(gè)簡(jiǎn)單的線性系統(tǒng),即輸入只把期望制動(dòng)力矩加入進(jìn)去,并且只輸出相應(yīng)輪缸的制動(dòng)壓力,其數(shù)學(xué)模型
中北大學(xué)學(xué)位論文24情況后,制定的工作模式切換策略應(yīng)在傳統(tǒng)工作模式切換策略的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),考慮到兩車相對(duì)速度的問題。所以,在歸納了影響工作模式切換策略的因素后,圖2.6給出了了綜合考慮兩車相對(duì)速度、兩車實(shí)際距離以及期望安全距離的工作模式之間的切換策略。圖2.6系統(tǒng)工作模式切換策略圖d代表的是兩車實(shí)際距離和期望安全距離之間所對(duì)應(yīng)獲得的差值[69],dmin取值10m,vr是指兩車之間的有關(guān)相對(duì)速度,vrmin設(shè)定20km/h?刂撇呗约礊楫(dāng)兩車的間距與期望安全距離的差值d大于或等于dmin(10m)時(shí),系統(tǒng)進(jìn)入定速巡航模式;當(dāng)d小于dmin(10m)而且兩輛車之間的相對(duì)速度vr比vrmin(20km/h)小時(shí),此時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入的是跟隨模式;但當(dāng)d比dmin小的時(shí)候,同時(shí)兩車之間相對(duì)速度vr比vrmin(20km/h)大或者等于vrmin(20km/h)時(shí),系統(tǒng)此時(shí)處于定速巡航模式。2.3.3驅(qū)動(dòng)與制動(dòng)切換策略車輛正常行駛時(shí),驅(qū)動(dòng)與制動(dòng)是不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)的[70],如果在判斷車輛是驅(qū)動(dòng)還是制動(dòng)的條件只是一個(gè)相當(dāng)簡(jiǎn)略的條件,比如:加速度超過零時(shí)系統(tǒng)就變?yōu)橄鄳?yīng)的驅(qū)動(dòng)控制,未超過零時(shí)就切換到制動(dòng)控制,就會(huì)導(dǎo)致車輛在行駛時(shí)的驅(qū)動(dòng)或制動(dòng)的切換頻率太高,乘客乘坐的舒適性就會(huì)因此變差。由動(dòng)力學(xué)原理可知,在汽車行駛的整個(gè)過程中一定會(huì)存在的兩個(gè)縱向力即風(fēng)阻和滾動(dòng)阻力,故此,假設(shè)汽車在驅(qū)動(dòng)力為零,進(jìn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]汽車自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 吳光強(qiáng),張亮修,劉兆勇,郭曉曉. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(04)
[2]汽車經(jīng)濟(jì)型巡航的車速規(guī)劃方法[J]. 張立斌,劉煥峰,單洪穎,楊玉林. 華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(04)
[3]車輛多目標(biāo)自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)(ACC)動(dòng)力學(xué)與控制方法研究[J]. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(16)
[4]兼顧節(jié)能與安全的電動(dòng)車ACC系統(tǒng)[J]. 黨睿娜,李升波,王建強(qiáng),李克強(qiáng). 汽車工程. 2012(05)
[5]汽車主動(dòng)避撞系統(tǒng)的安全距離模型和目標(biāo)檢測(cè)算法[J]. 裴曉飛,劉昭度,馬國成,葉陽. 汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào). 2012(01)
[6]奔騰智能混合動(dòng)力電動(dòng)轎車自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)[J]. 羅禹貢,陳濤,周磊,周國強(qiáng),李克強(qiáng). 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2010(06)
[7]多線激光雷達(dá)越野環(huán)境障礙檢測(cè)[J]. 劉大學(xué),孫振平,戴斌,賀漢根. 計(jì)算機(jī)仿真. 2009(07)
[8]四輪輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車扭矩分配控制[J]. 余卓平,姜煒,張立軍. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(08)
[9]汽車巡航自適應(yīng)PI控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 張振海,朱石堅(jiān),樓京俊. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2008(06)
[10]基于陰影特征和Adaboost的前向車輛檢測(cè)系統(tǒng)[J]. 李云翀,何克忠,賈培發(fā). 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(10)
博士論文
[1]汽車自適應(yīng)巡航控制及相應(yīng)宏觀交通流模型研究[D]. 羅莉華.浙江大學(xué) 2011
碩士論文
[1]基于模糊控制的電動(dòng)汽車自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)研究[D]. 楊樹清.長(zhǎng)安大學(xué) 2019
[2]車輛自動(dòng)緊急剎車系統(tǒng)研究[D]. 余蒙.華南理工大學(xué) 2018
[3]基于功能模式的客車縱向駕駛輔助系統(tǒng)分層控制研究[D]. 劉博林.合肥工業(yè)大學(xué) 2018
[4]基于低精度位置傳感器的永磁同步電機(jī)矢量控制研究[D]. 邱攀峰.南京航空航天大學(xué) 2018
[5]電動(dòng)車自適應(yīng)巡航控制方法研究[D]. 趙立娜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[6]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器的汽車自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)研究[D]. 劉道旭東.吉林大學(xué) 2017
[7]輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車自適應(yīng)巡航控制算法的研究[D]. 成旺龍.吉林大學(xué) 2016
[8]基于軌跡分析的自適應(yīng)巡航系統(tǒng)目標(biāo)識(shí)別方法研究[D]. 耿石峰.吉林大學(xué) 2015
[9]汽車自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)模糊控制策略研究[D]. 李肖含.北京理工大學(xué) 2015
[10]純電動(dòng)汽車自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)控制策略研究[D]. 張振軍.吉林大學(xué) 2013
本文編號(hào):3304116
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
CarSim 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖
中北大學(xué)學(xué)位論文17實(shí)施相應(yīng)的制動(dòng)措施。制動(dòng)系統(tǒng)通俗地來講就是為了讓得司機(jī)能夠更加輕簡(jiǎn)地給予正在行進(jìn)車輛以相應(yīng)約束的結(jié)構(gòu)。圖2.3給出了通常所用液壓式的制動(dòng)系統(tǒng)[66]。圖2.3制動(dòng)系統(tǒng)圖上圖中所看到的制動(dòng)鼓,其與輪轂結(jié)合的非常緊,如果不進(jìn)行制動(dòng),那么制動(dòng)鼓以及摩擦片間始終具有相應(yīng)的空間,此時(shí)的車輪不受制動(dòng)鼓的摩擦并正常行駛。倘若車輛遇到減速情形,就必須進(jìn)行剎車制動(dòng),此時(shí)和其相連的桿體就會(huì)推動(dòng)主缸活塞,將制動(dòng)主缸里的制動(dòng)液體(剎車油)以適當(dāng)?shù)膲毫ψ⑷胼喐。此時(shí),輪缸活塞在剎車油的作用下使得制動(dòng)蹄發(fā)生了繞支撐軸轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng),并向支撐軸的兩側(cè)打開,摩擦片在制動(dòng)蹄的壓力下緊密壓合在了制動(dòng)鼓上,由此產(chǎn)生了制動(dòng)效果[67]。固定制動(dòng)蹄與轉(zhuǎn)動(dòng)制動(dòng)蹄生成一個(gè)由于摩擦而產(chǎn)生的并且和車輪轉(zhuǎn)動(dòng)反向的制動(dòng)力矩Tb。Tb經(jīng)由制動(dòng)鼓到達(dá)車輪,因車輛重力以及車輛與地面的摩擦力會(huì)使地面對(duì)車輪存在一個(gè)附著力Fμ,同時(shí),由于力的相互作用力,地面會(huì)對(duì)車輪產(chǎn)生一個(gè)大小相等且方向相反的反作用力即是制動(dòng)力FB。目前車輛普遍安裝的摩擦制動(dòng)器包括鼓式和盤式兩類。兩種制動(dòng)器的區(qū)別主要在于制動(dòng)盤的形狀不同,鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)盤呈現(xiàn)出圓柱形,而盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤呈現(xiàn)出圓盤形[68]。本論文選用的輪缸式鼓式制動(dòng)器作為所研究電動(dòng)車的外部輸入制動(dòng)器。為了較為簡(jiǎn)便的建立制動(dòng)器模型,需將制動(dòng)器近似看成是一個(gè)簡(jiǎn)單的線性系統(tǒng),即輸入只把期望制動(dòng)力矩加入進(jìn)去,并且只輸出相應(yīng)輪缸的制動(dòng)壓力,其數(shù)學(xué)模型
中北大學(xué)學(xué)位論文24情況后,制定的工作模式切換策略應(yīng)在傳統(tǒng)工作模式切換策略的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),考慮到兩車相對(duì)速度的問題。所以,在歸納了影響工作模式切換策略的因素后,圖2.6給出了了綜合考慮兩車相對(duì)速度、兩車實(shí)際距離以及期望安全距離的工作模式之間的切換策略。圖2.6系統(tǒng)工作模式切換策略圖d代表的是兩車實(shí)際距離和期望安全距離之間所對(duì)應(yīng)獲得的差值[69],dmin取值10m,vr是指兩車之間的有關(guān)相對(duì)速度,vrmin設(shè)定20km/h?刂撇呗约礊楫(dāng)兩車的間距與期望安全距離的差值d大于或等于dmin(10m)時(shí),系統(tǒng)進(jìn)入定速巡航模式;當(dāng)d小于dmin(10m)而且兩輛車之間的相對(duì)速度vr比vrmin(20km/h)小時(shí),此時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入的是跟隨模式;但當(dāng)d比dmin小的時(shí)候,同時(shí)兩車之間相對(duì)速度vr比vrmin(20km/h)大或者等于vrmin(20km/h)時(shí),系統(tǒng)此時(shí)處于定速巡航模式。2.3.3驅(qū)動(dòng)與制動(dòng)切換策略車輛正常行駛時(shí),驅(qū)動(dòng)與制動(dòng)是不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)的[70],如果在判斷車輛是驅(qū)動(dòng)還是制動(dòng)的條件只是一個(gè)相當(dāng)簡(jiǎn)略的條件,比如:加速度超過零時(shí)系統(tǒng)就變?yōu)橄鄳?yīng)的驅(qū)動(dòng)控制,未超過零時(shí)就切換到制動(dòng)控制,就會(huì)導(dǎo)致車輛在行駛時(shí)的驅(qū)動(dòng)或制動(dòng)的切換頻率太高,乘客乘坐的舒適性就會(huì)因此變差。由動(dòng)力學(xué)原理可知,在汽車行駛的整個(gè)過程中一定會(huì)存在的兩個(gè)縱向力即風(fēng)阻和滾動(dòng)阻力,故此,假設(shè)汽車在驅(qū)動(dòng)力為零,進(jìn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]汽車自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 吳光強(qiáng),張亮修,劉兆勇,郭曉曉. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(04)
[2]汽車經(jīng)濟(jì)型巡航的車速規(guī)劃方法[J]. 張立斌,劉煥峰,單洪穎,楊玉林. 華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(04)
[3]車輛多目標(biāo)自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)(ACC)動(dòng)力學(xué)與控制方法研究[J]. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(16)
[4]兼顧節(jié)能與安全的電動(dòng)車ACC系統(tǒng)[J]. 黨睿娜,李升波,王建強(qiáng),李克強(qiáng). 汽車工程. 2012(05)
[5]汽車主動(dòng)避撞系統(tǒng)的安全距離模型和目標(biāo)檢測(cè)算法[J]. 裴曉飛,劉昭度,馬國成,葉陽. 汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào). 2012(01)
[6]奔騰智能混合動(dòng)力電動(dòng)轎車自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)[J]. 羅禹貢,陳濤,周磊,周國強(qiáng),李克強(qiáng). 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2010(06)
[7]多線激光雷達(dá)越野環(huán)境障礙檢測(cè)[J]. 劉大學(xué),孫振平,戴斌,賀漢根. 計(jì)算機(jī)仿真. 2009(07)
[8]四輪輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車扭矩分配控制[J]. 余卓平,姜煒,張立軍. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(08)
[9]汽車巡航自適應(yīng)PI控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 張振海,朱石堅(jiān),樓京俊. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2008(06)
[10]基于陰影特征和Adaboost的前向車輛檢測(cè)系統(tǒng)[J]. 李云翀,何克忠,賈培發(fā). 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(10)
博士論文
[1]汽車自適應(yīng)巡航控制及相應(yīng)宏觀交通流模型研究[D]. 羅莉華.浙江大學(xué) 2011
碩士論文
[1]基于模糊控制的電動(dòng)汽車自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)研究[D]. 楊樹清.長(zhǎng)安大學(xué) 2019
[2]車輛自動(dòng)緊急剎車系統(tǒng)研究[D]. 余蒙.華南理工大學(xué) 2018
[3]基于功能模式的客車縱向駕駛輔助系統(tǒng)分層控制研究[D]. 劉博林.合肥工業(yè)大學(xué) 2018
[4]基于低精度位置傳感器的永磁同步電機(jī)矢量控制研究[D]. 邱攀峰.南京航空航天大學(xué) 2018
[5]電動(dòng)車自適應(yīng)巡航控制方法研究[D]. 趙立娜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[6]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器的汽車自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)研究[D]. 劉道旭東.吉林大學(xué) 2017
[7]輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車自適應(yīng)巡航控制算法的研究[D]. 成旺龍.吉林大學(xué) 2016
[8]基于軌跡分析的自適應(yīng)巡航系統(tǒng)目標(biāo)識(shí)別方法研究[D]. 耿石峰.吉林大學(xué) 2015
[9]汽車自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)模糊控制策略研究[D]. 李肖含.北京理工大學(xué) 2015
[10]純電動(dòng)汽車自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)控制策略研究[D]. 張振軍.吉林大學(xué) 2013
本文編號(hào):3304116
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